Tim sa Medicinskog univerziteta Južne Karoline i Sinsinatija za decu razvio je sofisticirani model za proučavanje obolelog debelog creva koji bi mogao da dovede do razvoja personalizovanih tretmana za bolesti povezanih sa debelom crevom, kao što su rak i inflamatorna bolest creva (IBD). Istraživači izveštavaju o svojim nalazima u Cell Stem Cell.
Istraživač Centra za rak MUSC Hollings, dr Horhe Munera, sarađivao je sa dr Džejmsom Velsom i dr Danijelom Kečeleom, oboje iz Sinsinatija za decu, na uzgoju minijaturnih ljudskih debelog creva zajedno sa imunološkim sistemom u laboratoriji. Ovaj model poboljšava postojeće organoide, ili mini organe, koji nemaju prirodnu vezu sa imunološkim komponentama. Ovi novi organoidi debelog creva više liče na ljudsko debelo crevo iu zdravim i u bolesnim stanjima.
„Smatramo da je ovaj novi model značajan jer većina gastrointestinalnih bolesti uključuje imuni sistem i upale“, rekao je Munera, docent na Odseku za regenerativnu medicinu i ćelijsku biologiju na MUSC.
Do nedavno, metode za proučavanje bolesti debelog creva, kao što su rak debelog creva i IBD, bile su ograničene na ćelije i životinjske modele. Ćelije su često izvedene iz kancerogenih tumora, što ograničava njihovu primenljivost na proučavanje bolesti koje nisu raka. Životinjski modeli imaju svoj skup ograničenja: tretmani koji obećavaju kod životinja ne pružaju uvek istu korist za ljude.
Srećan medijum između ćelija i životinja pružaju organoidi, trodimenzionalne grupe ćelija koje oponašaju funkcije organa. One su znatno složenije od tradicionalnih kultura ljudskih ćelija, ali im i dalje nedostaju neke karakteristike kompletnih ljudskih organa, a za razliku od životinjskog modela, organoidi nisu povezani sa celim sistemom tela.
Munera, Vels i njihov tim pronašli su način da prevaziđu jedno od značajnih preostalih ograničenja organoida debelog creva tako što su podstakli ove organoide sledeće generacije da razviju tipove imunih ćelija u ranoj fazi koje se prirodno nalaze u tkivu debelog creva.
Ova studija se zasniva na sličnom radu objavljenom u Nature Biotechnologi, koji je vodio Michael Helmrath, MD, u Cincinnati Children’s i čiji su koautori Vels i kolege.
„Važno je da su ove imune ćelije skoro identične onima koje se nalaze u ljudskom telu, gde su u stanju da otkriju bakterije koje izazivaju bolesti i uklone ih“, rekao je Vels. „Ovo je važan korak za istraživanje koje ima za cilj identifikaciju budućih terapija za IBD i druge bolesti koje utiču na gastrointestinalni trakt.“
Istraživački tim je stvorio organoide debelog creva koristeći matične ćelije dobijene iz uzoraka krvi pacijenata. Matične ćelije su jedinstvene ćelije predaka u telu koje se mogu razviti u specifične tipove ćelija koje telo zahteva. Pod pravim uslovima, ove matične ćelije mogu da komuniciraju jedna sa drugom i formiraju organoid debelog creva. Komunikacija ćelija im takođe omogućava da se samoorganizuju u slojeve slične prirodnoj organizaciji tkiva u telu.
„One sadrže ne samo oblogu debelog creva, već i ćelije koje podržavaju, pa čak i neke imune ćelije koje rastu zajedno sa ostatkom ovog tkiva“, objasnio je Munera.
Imunske ćelije u ovim novim organoidima debelog creva su deo urođenog imunog sistema i deluju kao „prvi odgovor“ tela na upalu.
„Napravili smo potpuniji ljudski organoidni sistem koji možemo da koristimo za modeliranje upale u debelom crevu“, rekao je Munera.
Uz veći razvoj, Munera misli da bi novi organoidni model mogao pomoći u personalizaciji tretmana za bolesti debelog creva. U budućnosti, ovi organoidi bi mogli da se generišu iz krvi pacijenta sa vrlo ranim početkom IBD-a, na primer, i da se koriste za testiranje da li će tretman funkcionisati pre nego što ga primeni.
