Forskere lager først menneskelig spiserør i stamceller
For første gang har forskere klart å lage en menneskelig spiserør i laboratoriet. Dette kan bane vei for nye, regenerative behandlinger.
Spiserøret er muskelslangen som beveger maten og væskene vi svelger fra strupen helt til magen.
Dette organet er laget av forskjellige typer vev, inkludert muskel, bindevev og slimhinne.
Forskere ved Cincinnati Children's Center for Stem Cell and Organoid Medicine (CuSTOM) i Ohio har kunstig dyrket disse vevene i laboratoriet ved hjelp av pluripotente stamceller, eller stamceller som kan ha hvilken som helst form og skape noe vev i kroppen.
Teamet - som ble ledet av Jim Wells, Ph.D., vitenskapelig sjef ved CuSTOM - vokste fullformet menneskelig spiserør i laboratoriet og detaljerte funnene i et papir publisert i tidsskriftet. Cellestamcelle.
Så vidt de vet er dette første gang at en slik bragd er oppnådd ved bruk av bare pluripotente stamceller.
Laboratoriedyrkede spiserørorganoider kan hjelpe til med å behandle en rekke forhold, som spiserørskreft og gastroøsofageal reflukssykdom (GERD).
De kan også hjelpe til med å behandle mer sjeldne medfødte sykdommer, som esophageal atresia (en tilstand der den øvre spiserøret ikke kobles til den nedre spiserøret) og esophageal achalasia (hvor spiserøret ikke trekker seg sammen og ikke kan passere mat).
Ifølge nylige estimater påvirker GERD - også kjent som acid reflux - rundt 20 prosent av USAs befolkning. I 2018 vil over 17.000 mennesker i USA utvikle spiserørskreft.
Som Wells og teamet forklarer i sin artikkel, bidrar det til en bedre forståelse av disse sykdommene å ha en fullt funksjonell modell av menneskelig spiserør - i form av en laboratoriedrevet organoid.
Funnene kan også føre til bedre behandlinger ved bruk av regenerativ medisin.
Nøkkelprotein hjelper forskere med å vokse spiserøret
Mens de prøvde å danne organoider, fokuserte Wells og teamet på et protein kalt Sox2 og genet som koder det. Tidligere undersøkelser hadde vist at forstyrrelser i dette proteinet fører til en rekke spiserørstilstander.
Forskerne dyrket menneskelige vevsceller, så vel som celler fra vev fra mus og frosker, for å undersøke nærmere rollen til Sox2 i den embryonale utviklingen av spiserøret.
Teamet avslørte at Sox2 driver dannelsen av esophageal celler ved å hemme en annen genetisk vei som ville "fortelle" stamceller å danne seg til respiratoriske celler i stedet.
De ønsket også å studere effekten av Sox2-deprivasjon i disse viktige utviklingsstadiene. Eksperimentet avslørte at tapet av Sox2 resulterte i en form for esophageal atresia hos musene.
Til slutt klarte de å lage esophagus organoids som var 300–800 mikrometer lange etter 2 måneder. Forskerne testet deretter sammensetningen av de laboratoriedrevne vevene og sammenlignet den med den fra humant esophageal vev hentet fra biopsier.
Wells og team rapporterer at de to typer vev hadde en veldig lik sammensetning. Wells kommenterer den kliniske betydningen av organoider og sier:
"I tillegg til å være en ny modell for å studere fødselsskader som esophageal atresia, kan organoider brukes til å studere sykdommer som eosinofil esophagitis og Barretts metaplasia, eller til bioingeniør genetisk matchet esophageal tissue for individuelle pasienter."
"Forstyrrelser i spiserøret og luftrøret er utbredt nok hos mennesker til at organoide modeller av menneskelig spiserør kan være veldig gunstige."
Jim Wells, Ph.D.
