Нідерландські дослідники вперше виростили в лабораторії спрощені версії, тобто органоїди, слізних залоз людини та мишей. Вирощені органоїди можуть виробляти сльози, і сприятимуть кращому вивченню захворювань слізних залоз, наприклад, синдрому сухого ока. Дослідження опубліковане у журналі Cell Stem Cell.
Набрякання органоїдів слізних залоз внаслідок вироблення ними сліз. Marie Bannier-Hélaouët / Hubrecht Institute
Навіщо потрібні такі органоїди?
Слізні залози, як це відображено у їхній назві, продукують сльози. Вони важливі не стільки для полегшення емоційного стану через плач, скільки для підтримання очей зволоженими та очищення їх від можливих подразників. Збій у нормальній роботі слізних залоз може призводити до надмірної сльозотечі, або болісного синдрому сухого ока, від якого страждає близько 5 відсотків дорослої популяції. Сучасне лікування сухого ока полягає у застосуванні зволожувальних очних крапель, закупорюванні носослізної протоки, що запобігти відтоку сліз, та хірургічному втручанні. Обмежені можливості терапії розладів слізних залоз частково пояснюються недостатнім розумінням процесів, що відбуваються у цих органах. У схожих випадках допомогти можуть вирощені в лабораторіях спрощені версії людських органів. Їх існує вже кілька десятків типів, але органоїди слізних залоз тільки зараз виростили вчені з Нідерландської королівської академії наук.
Що саме створили вчені?
Для початку науковці зібрали зразки клітин слізних залоз від дорослих людей та мишей. Після оброблення кількома хімічними сполуками вчені змусили клітини сформувати крихітні, розміром близько 0,2 міліметра, версії слізних залоз, які за структурами та функціями нагадують повноцінні великі органи. Однак довелося окремо попрацювати над тим, щоб змусити їх виробляти сльози. Для цього органоїди обробили гормоном норадреналіном, що змушує нас плакати в надто емоційних ситуаціях. Тоді слізні залози почали набрякати через накопичення в них сліз.
Органоїди слізних залоз миші, що виробляють сльози. Yorick Post / Hubrecht Institute
Що вчені дізналися завдяки органоїдам?
Науковці перевірили на органоїдах, яку роль відіграє ген Pax6, що контролює розвиток ока, у дорослих залозах. Для цього вони через метод редагування геному CRISPR/Cas9 видалили у мишачих органоїдів цей ген. З'ясувалося, що це призводить до порушень у дозріванні епітеліальних клітин слізних залоз. Люди із синдромом Шегрена, що страждають від сильної сухості очей, також іноді мають нестачу білка, що кодується Pax6, тому ці органоїди можуть допомогти у вивченні хвороби. Також вчені дізналися, що два типи клітин залоз виробляють різні компоненти сліз.
Автори навіть перевірили можливість трансплантації цих органоїдів для потенційного лікування хвороб слізних залоз. Вони трансплантували клітини людських органоїдів мишам у слізні залози. Протягом двох тижнів вони прижилися та почали формувати структури на кшталт слізних проток, і продовжували проліферувати до двох тижнів.
Детальніше про те, як і які органоїди вчені навчилися вирощувати та яке їхнє майбутнє, читайте в нашому матеріалі «Мізки в чашці Петрі».