Forskere skaber først menneskelig spiserør i stamceller
For første gang har forskere formået at skabe en menneskelig spiserør i laboratoriet. Dette kan bane vejen for nye, regenerative behandlinger.
Spiserøret er det muskuløse rør, der flytter den mad og væsker, vi indtager fra vores hals, helt op til vores mave.
Dette organ er lavet af forskellige typer væv, herunder muskel, bindevæv og slimhinde.
Forskere ved Cincinnati Children's Center for Stem Cell and Organoid Medicine (CuSTOM) i Ohio har kunstigt dyrket disse væv i laboratoriet ved hjælp af pluripotente stamceller eller stamceller, der kan tage enhver form og skabe ethvert væv i kroppen.
Holdet - som blev ledet af Jim Wells, Ph.D., Chief Scientific Officer hos CuSTOM - voksede fuldt ud dannede menneskelige spiserør i laboratoriet og detaljerede resultaterne i et papir, der blev offentliggjort i tidsskriftet. Cellestamcelle.
Efter deres viden er dette første gang, at en sådan bedrift kun er opnået ved anvendelse af kun pluripotente stamceller.
Laboratorievoksede spiserørorganoider kan hjælpe med at behandle en række tilstande, såsom spiserørskræft og gastroøsofageal reflukssygdom (GERD).
De kan også hjælpe med at behandle mere sjældne medfødte sygdomme, såsom esophageal atresia (en tilstand, hvor den øvre spiserør ikke forbinder med den nedre spiserør) og esophageal achalasi (hvor spiserøret ikke trækker sig sammen og derfor ikke kan give mad).
Ifølge nylige estimater påvirker GERD - også kendt som acid reflux - omkring 20 procent af den amerikanske befolkning. I 2018 vil over 17.000 mennesker i USA udvikle spiserørskræft.
Som Wells og teamet forklarer i deres papir, bidrager det til en bedre forståelse af disse sygdomme at have en fuldt funktionel model af den menneskelige spiserør - i form af en laboratoriedyrket organoid.
Resultaterne kan også føre til bedre behandlinger ved hjælp af regenerativ medicin.
Nøgleprotein hjælper forskere med at dyrke spiserøret
Da de forsøgte at danne organoiderne, fokuserede Wells og teamet på et protein kaldet Sox2 og genet, der koder for det. Tidligere undersøgelser havde vist, at forstyrrelser i dette protein fører til en række spiserørstilstande.
Forskerne dyrkede humane vævsceller såvel som celler fra mus og frøers væv for at undersøge Sox2s rolle nærmere i spiserørens embryonale udvikling.
Holdet afslørede, at Sox2 driver dannelsen af spiserørsceller ved at hæmme en anden genetisk vej, der i stedet ville ”fortælle” stamceller at danne sig til respiratoriske celler.
De ønskede også at undersøge virkningerne af Sox2-deprivation i disse centrale udviklingsstadier. Eksperimentet afslørede, at tabet af Sox2 resulterede i en form for spiserøratresi hos musene.
Endelig var de i stand til at skabe spiserørorganoider, der var 300-800 mikrometer lange efter 2 måneder. Forskerne afprøvede derefter sammensætningen af laboratoriedyrkede væv og sammenlignede den med sammensætningen af humant spiserørsvæv opnået fra biopsier.
Wells og team rapporterer, at de to typer væv havde en meget lignende sammensætning. Wells kommenterer organoidens kliniske betydning og siger:
"Udover at være en ny model til at undersøge fosterskader som esophageal atresia, kan organoiderne bruges til at studere sygdomme som eosinofil esophagitis og Barretts metaplasia eller til biotekniker genetisk matchet esophageal væv til individuelle patienter."
"Forstyrrelser i spiserøret og luftrøret er udbredt nok hos mennesker til, at organoide modeller af human spiserør kan være meget gavnlige."
Jim Wells, Ph.D.
