Ludzkie narządy w wersji mini. Naukowcy przeszczepili je do... myszy

IBS, choroba Leśniowskiego-Crohna, wrzodziejące zapalenie jelita grubego, celiakia – to uporczywe schorzenia, które urosły już do rangi problemów globalnych. Na choroby te wciąż nie odnaleziono magicznego lekarstwa, które zażegnałoby wszystkie niedogodności, a sam proces leczenia jest długotrwały i kłopotliwy – wiem, bo sam zmagałem się z podobnymi problemami. Lekarze od lat badają zagadnienia związane z chorobami układu pokarmowego, a to wymaga testowania leków i terapii na żywych pacjentach. Do teraz, bo badacze chcą przenieść ciężar odpowiedzialności na myszy. Jak? Przeszczepiając im organoidy.

Polecamy na GeekWeek: Opracowano narzędzie, które może wykryć guza mózgu. Wykrywa jedno białko

Jelita – wadliwy antywirus

Jelita pełnią w organizmie niezwykle ważne role – nie tylko odpowiadają za przetwarzanie pokarmu, ale też chronią po części przed wirusami, bakteriami i alergenami, które spożywamy wraz z jedzeniem. System ten nie zawsze działa jednak prawidłowo, co w konsekwencji może prowadzić do poważnych chorób.

Na niektóre z nich wciąż nie ma skutecznego lekarstwa, dlatego terapia opiera się głównie na unikaniu czynników powodujących zaostrzenie objawów. Jest to jednak uciążliwe i powoduje dyskomfort nie tylko fizyczny, ale i psychiczny. Standardowym rozwiązaniem w testowaniu nowych leków byłoby po prostu sprawdzenie ich na zwierzętach laboratoryjnych, ale problem w tym, że ich dieta i układ odpornościowy istotnie różnią się od naszych, dlatego też badacze musieli posunąć się do bardziej radykalnych metod.

Czytaj dalej poniżej

AI może już pisać dla czasopism medycznych. Bo naukowcy i tak nie widzą różnicy... Patryk Koncewicz

Robot z typowo ludzkim zmysłem. Nie uwierzysz, jak bardzo jest skuteczny Jakub Szczęsny

Organoidy nadzieją dla nieuleczalnie chorych?

W 2010 roku naukowcy z Cincinnati Children's Hospital jako pierwsi stworzyli w naczyniu laboratoryjnym organoid ludzkiego jelita, czyli zbitek tkanek jelitowych, zdolny do zasymulowania pracy organu w innym organizmie. Ówczesna wersja była zaledwie prototypem, niezdolnym do funkcjonowania w ciele zwierzęcia. Po latach prac udało się jednak wprowadzić poprawki do eksperymentu i rozwinąć „ludzkie” jelita w ciele myszy.

Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Biotechnology. Dowiadujemy się z niego, że badaczom udało się odtworzyć u myszy kluczowe cechy ludzkiego układu odpornościowego, który umożliwił testowanie leków bez udziału pacjenta.

„Niezwykle ważne jest, abyśmy, próbując stworzyć te platformy do testowania skuteczności leków i skutków ubocznych leków w modelach tkanek ludzkich, upewnili się, że jesteśmy tak blisko i tak kompletni, jak tkanka, w której lek będzie ostatecznie działał w naszym ludzkim ciele. Tak więc dodanie układu odpornościowego jest tego ważną częścią”

Jak tego dokonano? Wykorzystując proces pluripotencji, czyli zdolność pojedynczej komórki do zróżnicowania się w dowolny typ komórek somatycznych. Mówiąc prościej – pobrano od człowieka próbkę dojrzałych komórek z krwi lub skóry, którą następnie „dokarmiano” koktajlami molekularnymi, nakłaniając je do przekształcenia się w komórki jelitowe.

Po 28 dniach udało się wyhodować kulki ścianki jelitowej – to właśnie je przeszczepiono myszom w taki sposób, by stłumić reakcję ich własnego układu odpornościowego i nie dopuścić do odrzucenia organoidów. Chwilę wcześniej podano gryzoniom ludzką krew pępowinową, czyli źródło komórek macierzystych, ułatwiające proces przekształcenia. W zaledwie 20 tygodni organy urosły do rozmiaru grochu, zawierając w sobie około 20 rodzajów ludzkich komórek odpornościowych.

„W tym momencie organoidy utworzyły również ludzkie pęcherzyki limfatyczne lub kępki Peyera, ważne struktury w jelicie, które powstrzymują patogeny poprzez utrzymywanie poziomu zdrowych bakterii” – Michael Helmrath, chirurg dziecięcy i uczestnik badania

Reklama

Ostatecznym sprawdzianem było wystawienie organoidów na działanie bakterii E. coli, powszechnie spotykanej w jelitach człowieka. Układ zareagował poprawnie, produkując komórki, reagujące na obecność bakterii. Badacze uważają, że wyniki eksperymentu są ekscytujące, bo otworzyły drogę do badania mechanizmów odpowiedzialnych za infekcje i stany zapalne w jelitach. Zespół z Cincinnati uważa, że dalsze prace nad organoidami pozwolą na skuteczniejsze leczenie osób z wrodzonymi wadami genetycznymi, negatywnie wpływającymi na rozwój jelit. Dodają także, że tworzenie organoidów z komórek chorych pacjentów, by przeprowadzać indywidualne terapie, to perspektywa, która jest już za rogiem.

Stock image from Depositphotos

Źródło