Исследователи из группы Organoid (ранее группа Clevers) улучшили органоиды тонкой кишки человека — миниатюрные версии тонкой кишки. Это поможет им лучше изучить работу тонкой кишки в норме и при болезни. В частности, исследователям удалось разработать органоиды, содержащие зрелые клетки Панета, которых не было в предыдущих органоидах тонкой кишки человека. Результаты исследования были опубликованы 23 августа в журнале Cell Stem Cell .
Развитие органоидов имело большое значение для исследований функционирования органов и тканей человека. Это связано с тем, что мини-органы хорошо отражают биологию человека. Однако некоторые из доступных в настоящее время органоидов человека, такие как органоиды тонкого кишечника, еще не полностью напоминают исходный орган. Поэтому исследователи из группы Organoid разработали новую, оптимизированную версию миниатюрного тонкого кишечника : органоиды, включающие все типы клеток тонкого кишечника человека.
Отсутствуют клетки Панета
Тонкий кишечник содержит большое разнообразие клеток, таких как энтероциты, стволовые клетки и клетки Панета. Вместе эти клетки образуют барьер между стороной, где проходит пища, и стороной, где находятся кровеносные сосуды и иммунные клетки . Стволовые клетки в тонком кишечнике постоянно создают все типы зрелых клеток, тем самым поддерживая барьер в хорошей форме. В частности, клетки Панета важны для предотвращения инфекций. Они делают это, производя антимикробные пептиды , которые действуют против вредных бактерий.
Если активные клетки Панета отсутствуют, тонкий кишечник будет более подвержен инфекциям. Это проблема нескольких заболеваний, среди которых воспалительное заболевание кишечника (ВЗК). В предыдущих органоидах отсутствовали клетки Панета, и поэтому они не полностью представляли тонкую кишку здорового человека, в то время как исходные органоиды мыши, описанные Тоши Сато в Nature (2009), были полными. Это указывало на то, что есть возможности для улучшения человеческих органоидов.
Удивительная находка
Чтобы вызвать образование клеток Панета в органоидах тонкого кишечника человека, исследователи изучили действие различных молекул. Они обнаружили, что молекула интерлейкина-22 (IL-22) увеличивала количество и активность клеток Панета. Действие IL-22 на клетки Панета неожиданно. Исследователь Гуй-Вэй Хэ объясняет, почему:
«В настоящее время люди считают, что IL-22 может стимулировать функцию стволовых клеток. Наше исследование фактически показало, что IL-22 этого не делает, а скорее стимулирует активацию клеток Панета». Таким образом, обнаруженная функция IL-22 была использована для увеличения числа активных клеток Панета в органоидах тонкой кишки человека. Это привело к развитию органоидов, имитирующих здоровый тонкий кишечник.
Теперь, когда доступны оптимизированные органоиды тонкой кишки человека, исследователи могут расширить то, что они изучают. Например, исследователи могут использовать органоиды для внесения мутаций в ДНК клеток. Таким образом, они могут определить, как мутации, возникающие при таких заболеваниях, как ВЗК, влияют на функцию тонкой кишки.
