Сльозна залоза миші зі слізним компонентом, показаним червоним кольором. (Yorick Post © Elsevier) Як правило, змусити щось плакати не дуже приємно, але нове дослідження, яке робить саме це, може допомогти людям, які не можуть.
Вперше в світі вчені виростили слізні залози людини стовбурові клітини у тарілці та спонукав їх виробляти сльози — значне досягнення, яке може допомогти розробити лікування розладів слізних залоз і крок до регенеративних методів лікування у далекому майбутньому.
«Ми сподіваємося, що вчені використають нашу модель для виявлення нових варіантів лікування пацієнтів із захворюваннями слізних залоз, або випробовуючи нові ліки на органоїдах пацієнта, або розширюючи здорові клітини і одного разу використовуючи їх для трансплантації», сказав молекулярний генетик Ганс Клеверс Інституту Губрехта в Нідерландах.
Сльозні залози, розташовані в очній западині прямо над очним яблуком, є органами, які відповідають за змащення ваших очей. Якщо з ними щось піде не так, у вас можуть залишитися надто вологі або, на жаль, занадто сухі очі.
Сучасні методи лікування сухості очей варіюються від очних крапель до хірургічного втручання (або очних крапель зроблений з вашої власної крові , для особливо складних випадків).
Однак варіанти лікування, як правило, обмежені - не в останню чергу тому, що, на думку дослідників, слізна залоза, або слізна залоза, погано вивчена. Використовуючи слізні залози людини та миші, ось що дослідники намагалися виправити.
З дорослих плюрипотентних стовбурових клітин вони спочатку виростили слізні органоїди - крихітні тривимірні структури, які повторюють функцію повного органу. Навіть у посуді органоїди розвивалися та демонстрували структуру та функції повного органу.
Щоб змусити його виробляти сльози, дослідники піддали органоїд дії норадреналіну (також відомого як норадреналін), нейромедіатора, який викликає виділення сліз. Як зафіксували дослідники, органоїди роздулися, як повітряна куля, коли клітини випустили сльози на всередині .
Плачучий органоїд. (Marie Bannier-Hélaouët/Hubrecht Institute)
«Завдання полягало в тому, щоб змусити органоїди плакати, оскільки це характерна риса слізної залози», сказала біолог Марі Баньє-Елауе Інституту Губрехта. «Нам довелося змінити коктейль факторів, у яких вирощуються органоїди, щоб вони стали зрілими клітинами, які є в наших слізних залозах і які здатні плакати».
На цих клітинах дослідники провели одноклітинне секвенування мРНК, щоб створити атлас клітин у слізній залозі. Вони змогли визначити, що два різних типи клітин - протокові та ацинарні - виробляють різні компоненти сліз, що виробляються в залозі.
Далі були органоїди миші. За допомогою них команда застосувала CRISPR-Cas9 для видалення гена під назвою Pax6, який відіграє вирішальну роль у ембріональному розвитку органів, включаючи очі та слізні залози. З нокаутом Pax6 мишачі органоїди втратили експресію рецепторів нейромедіаторів і генів, залучених до секреції, виробництва сліз і метаболізму ретинолу.
Цікаво, що всі ці речі можна знайти в Синдром Шегрена , рідкісне аутоімунне захворювання, яке призводить до сухості очей і рота, що в крайніх випадках призводить до сліпоти.
У пацієнтів із синдромом Шегрена також спостерігалася втрата Pax6 у кон’юнктиві, тканині, яка вистилає повіки та покриває білки очей. Тому ці органоїди можуть допомогти зрозуміти та лікувати цю таємничу хворобу.
Нарешті, команда хотіла перевірити можливість використання слізних органоїдів для трансплантації. Вони взяли кілька людських слізних клітин і пересадили їх у слізну залозу миші. Протягом двох тижнів клітини були щеплені та інтегровані в залозу, а також утворювали структури проток.
Вони залишалися в залозі щонайменше два місяці, а деякі людські клітини продовжували рости та ділитися через два місяці. Вони навіть виробляли білки сліз.
Звичайно, до трансплантації слізної тканини людині ще далеко. Його потрібно буде перевірити та вдосконалити на живих тваринах, перш ніж ми зможемо навіть подумати про людей, і цей процес потребує років.
Тим часом, дослідження команди можуть допомогти нам краще зрозуміти порушення слізних залоз і знайти нові способи їх лікування.
Дослідження опубліковано в Стовбурові клітини .