Organų mikroschemų technologija pagerina žarnyno tyrimą individualiai pritaikytai medicinai

Mokslininkai sukūrė organų lustų technologiją, naudodamiesi iš donorų sukurtomis žmogaus žarnyno ląstelėmis, kuri suteikia pranašumų prieš organoidus ir suteikia naujų galimybių pritaikyti mediciną.

Žarnyno spuogelių viduje. Kreditas:Mopic/ Shutterstock.com

Siekiant padėti geriau suprasti, kaip plonoji žarna veikia tiek sveikatos, tiek ligų atvejais, tyrėjai sukūrė „organoidus“, išskirdami žarnyno kamienines ląsteles iš žmogaus biopsijų.

Nors šie organoidai sudaro visus žarnyne esančius ląstelių tipus, jie auga kaip cistos, o ląstelių paviršius nukreiptas į uždarą spindį, o ne veikiamas žarnyno turinio, taip neleidžiant tirti tokių procesų kaip maistinių medžiagų ir vaistų transportavimas, kurie apima žarnyno barjerą.

Organoidams taip pat trūksta kraujagyslių ir mechaninių judesių, atsirandančių peristaltikoje ir kraujotakoje, kurie reikalingi žarnyno regeneracijai ir daugeliui kitų virškinimo procesų. Norėdami išspręsti šias problemas, mokslininkai iš Wyss biologinio įkvėpimo inžinerijos instituto sukūrė mikrofluidinį „Organ-on-a-chip“ kultūros prietaisą.

Donaldas Ingberis ir jo kolegos išskyrė žmogaus žarnyno ląsteles nuo naviko ir augino jas vienu iš dviejų kanalų, atskirtų membrana nuo gretimame kanale esančių kraujagyslių endotelio ląstelių.

Ši žarnyno mikroschema atkūrė normalios žarnos vilio epitelį, Tai reiškia, kad tyrėjai galėtų ištirti peristaltiką ir žarnyno funkciją. Tačiau, tai neleido tirti procesų, kuriuose naudojamos normalios žarnyno ląstelės iš atskirų donorų, kuris yra labai svarbus analizuojant konkretaus paciento atsakymus į individualizuotą mediciną.

Dabar, Ingberis ir komanda išsprendė šį apribojimą naudodami organoidinį metodą, skirtą žarnyno kamieninėms ląstelėms išskirti iš žmogaus biopsijų, skaidydami organoidus ir augindami pacientui būdingas ląsteles žarnyno mikroschemoje. Šios ląstelės spontaniškai sudaro žarnyno burbuliukus, nukreiptus į kanalo spindį ir epitelį, arti žmogaus žarnyno mikrovaskulinio endotelio.

Šis metodas yra naujas žingsnis normaliems ir su ligomis susijusiems procesams tirti labai individualizuotai, įskaitant maistinių medžiagų transportavimą, virškinimas, įvairūs žarnyno sutrikimai, žarnyno sąveika su komensaliniais mikrobais ir patogenais, “

Donaldas Ingberis, Wyss biologiškai įkvėptos inžinerijos institutas

Ingberio komanda taiko tą patį požiūrį į skirtingas žarnyno dalis, kurios skiriasi savo funkcija ir pažeidžiamumu.

"Ateityje, tokios pastangos leistų mums daug geriau suprasti žmogaus ir mikrobiomos sąveiką, netinkamos mitybos sutrikimų ir uždegiminių žarnyno ligų modeliai, ir atlikti individualius narkotikų tyrimus, “-sako pirmasis tyrimo autorius Alessio Tovaglieri (ETH Ciuricho sveikatos mokslo ir technologijų departamentas, Šveicarija).

• 100 naujų genų atradimas gali padėti tirti pigmentacijos ligas
• Žmonės su IBS simptomais gali turėti mažą vitamino D kiekį,