Oamenii de știință au creat versiuni realiste, în miniatură, ale unui colon în laborator și le-au dat tumori, permițând echipei să studieze cancer colorectal în detalii noi și rafinate.
Aceste „minicolon” sunt așa-numitele organoizi, care sunt structuri 3D crescute din celule stem, astfel încât acestea să semene cu organe de dimensiune completă. În acest caz, organoizii au fost cultivați din celule de șoarece și conduși să se maturizeze într-un vas de laborator cu ajutorul substanțelor chimice care induc creșterea.
Dezvoltarea organoidelor a devenit din ce în ce mai populară în ultimul timp, și anume pentru că aceste structuri miniaturale pot imita mai precis complexitățile unice ale organelor decât pot modelele tradiționale realizate din celule. Acest lucru face ca organoizii să fie platforme excelente pentru studierea modului în care se dezvoltă și progresează bolile, precum și pentru potențial identificarea de noi medicamente pentru a trata aceste boli.
Până acum, oamenii de știință au crescut nenumărate organe minuscule atât din celule de șoarece, cât și din celule umane. Acestea variază de la minicreier la replici minuscule ale testiculeiar oamenii de știință chiar conduc cercetare organoide în spațiu.
În această ultimă ediție, oamenii de știință au creat organoizi de colon folosind celule stem de șoarece, despre care ei spun că sunt mult mai complexe decât modelele anterioare. Acest lucru se datorează faptului că noile minicolonuri conțin un amestec divers de celule care sunt aranjate cu grijă pentru a reflecta adevărata organizare a colonului.
Echipa a dezvoltat prima dată această tehnologie în 2020 ca o modalitate de a modela intestine sănătoase. Dar acum, într-un nou studiu publicat miercuri (24 aprilie) în jurnal Naturăei au demonstrat că este posibil să declanșeze cancerul colorectal în acești organoizi prin pornirea genelor care conduc la cancer în țesutul lor.
În experimente, tumorile colorectale s-au format în organoizi exact în același mod în care se întâmplă la șoareci, au raportat cercetătorii. Tumorile ar putea fi crescute într-un vas de laborator timp de câteva săptămâni, permițând echipei să urmărească cum se schimbă în timp.
Un avantaj major al acestui nou model este că oamenii de știință pot studia cancerul colorectal mult mai detaliat, mărind anumite grupuri de celule, Matthias Lütolfcoautor al studiului și profesor de bioinginerie la Institutul Federal Elvețian de Tehnologie din Lausanne, a declarat pentru Live Science.
Deoarece noul organoid este mai complex decât modelele anterioare, oamenii de știință pot studia nu numai care celule dau naștere cancerului colorectal, ci și modul în care celulele individuale din aceste tumori diferă unele de altele – un fenomen cunoscut sub numele de eterogenitatea intratumorală. Diferențele subtile dintre celulele unei tumori pot afecta modul în care cancerul răspunde la tratament, sugerează cercetările.
Noul minicolon poate fi folosit și pentru a studia modul în care condițiile din colon ar putea afecta formarea tumorii. Aceasta include influența dietei unei persoane sau a produselor secundare specifice ale metabolismului, sau metaboliții, care sunt fabricați de microbii rezidenți. Astfel de experimente ar putea reflecta adevăratele condiții din organism mai bine decât modelele existente care nu au luat în considerare acești factori, a spus Lütolf.
Lütolf și colegii au folosit, de asemenea, minicolonurile pentru a identifica molecule care pot juca un rol important în de ce se dezvoltă cancerul în primul rând. Acest lucru sugerează că acești organoizi ar putea deveni, în timp util, un instrument valoros pentru identificarea și testarea de noi medicamente pentru tratarea cancerului colorectal.
Ca o dovadă a conceptului, echipa a descoperit că ar putea bloca dezvoltarea cancerului colorectal în minicolon prin suprimarea unei enzime numite glutation peroxidază. Această enzimă este utilizată în mod normal de tumori pentru a ajuta protejeaza-i de a fi atacat de către sistem imunitar. Această descoperire sugerează că gena care produce această enzimă ar putea fi o potențială nouă țintă de droguri pentru boală.
În continuare, echipa vrea să crească aceste minicoloni din celule care sunt derivate de la pacienții cu cancer colorectal, astfel încât cercetătorii să poată dezvolta un organoid echivalent pentru oameni. Există diferențe cheie între tumorile de șoarece și tumorile umane, așa că acest pas va face munca mai relevantă pentru pacienții cu cancer, a spus Lütolf.
Dacă aceste minicoloni pot fi făcute folosind celule umane, organoizii ar putea deveni un instrument „extrem de puternic” pentru testarea rapidă a diferitelor tipuri de medicamente împotriva cancerului colorectal, a adăugat el. Ele ar putea ajuta, de asemenea, să răspundă la întrebări despre rolul altor celule din apropiere, cum ar fi celulele imunitare, în dezvoltarea tumorii, a spus el.
Te-ai întrebat vreodată de ce unii oameni își construiesc mușchi mai ușor decât alții sau de ce ies pistruii la soare? Trimite-ne întrebările tale despre cum funcționează corpul uman community@livescience.com cu subiectul „Health Desk Q” și este posibil să vedeți răspunsul la întrebarea dvs. pe site!