Gastrointestinale / Gastroenterologia

Gli scienziati creano prima l'esofago umano nelle cellule staminali

Per la prima volta, i ricercatori sono riusciti a creare un esofago umano in laboratorio. Ciò potrebbe aprire la strada a nuovi trattamenti rigenerativi.

L'esofago è il tubo muscolare che muove il cibo e i liquidi che ingeriamo dalle nostre gole fino allo stomaco.

Questo organo è costituito da diversi tipi di tessuto, tra cui muscolo, tessuto connettivo e membrana mucosa.

Gli scienziati del Cincinnati Children's Center for Cell Cell e Organoid Medicine (CuSTOM) in Ohio hanno artificialmente coltivato questi tessuti in laboratorio usando cellule staminali pluripotenti o cellule staminali che possono assumere qualsiasi forma e creare qualsiasi tessuto nel corpo.

Il team, guidato da Jim Wells, Ph.D., responsabile scientifico di CuSTOM, ha sviluppato esofagi umani completamente formati in laboratorio e ha dettagliato i risultati in un articolo pubblicato sulla rivista Cell Stem Cell.

Per loro conoscenza, questa è la prima volta che tale impresa è stata realizzata utilizzando solo cellule staminali pluripotenti.

Gli organoidi esofagei di laboratorio possono aiutare a trattare una serie di condizioni, come il cancro esofageo e la malattia da reflusso gastroesofageo (GERD).

Possono anche aiutare a curare malattie congenite più rare, come l'atresia esofagea (una condizione in cui l'esofago superiore non si collega con l'esofago inferiore) e l'acalasia esofagea (in cui l'esofago non si contrae e quindi non può passare il cibo).

Secondo stime recenti, GERD – noto anche come reflusso acido – colpisce circa il 20 per cento della popolazione degli Stati Uniti. Nel 2018, oltre 17.000 persone negli Stati Uniti svilupperanno il cancro esofageo.

Come Wells e il team spiegano nel loro articolo, avere un modello completamente funzionale dell'esofago umano – nella forma di un organoide prodotto in laboratorio – contribuisce a una migliore comprensione di queste malattie.

I risultati possono anche portare a trattamenti migliori con la medicina rigenerativa.

La proteina chiave aiuta gli scienziati a coltivare l'esofago

Mentre cercavano di formare gli organoidi, Wells e il team si sono concentrati su una proteina chiamata Sox2 e sul gene che la codifica. Ricerche precedenti avevano dimostrato che la rottura di questa proteina porta a una serie di condizioni esofagee.

Gli scienziati hanno coltivato le cellule del tessuto umano, così come le cellule dai tessuti dei topi e delle rane, per esaminare più da vicino il ruolo di Sox2 nello sviluppo embrionale dell'esofago.

Il team ha rivelato che Sox2 guida la formazione delle cellule esofagee inibendo un altro percorso genetico che dovrebbe "dire" alle cellule staminali di formarsi in cellule respiratorie.

Volevano anche studiare gli effetti della deprivazione di Sox2 in queste fasi chiave dello sviluppo. L'esperimento ha rivelato che la perdita di Sox2 ha provocato una forma di atresia esofagea nei topi.

Alla fine, furono in grado di creare organoidi dell'esofago lunghi da 300-800 micron a 2 mesi. Gli scienziati hanno poi testato la composizione dei tessuti cresciuti in laboratorio e confrontati con quelli del tessuto esofageo umano ottenuto da biopsie.

Wells e la squadra riferiscono che i due tipi di tessuto avevano una composizione molto simile. Wells commenta il significato clinico degli organoidi, dicendo:

"Oltre ad essere un nuovo modello per studiare difetti alla nascita come l'atresia esofagea, gli organoidi possono essere usati per studiare malattie come esofagite eosinofila e metaplasia di Barrett, o per bioingegnere tessuto esofageo geneticamente abbinato per singoli pazienti."

"I disturbi dell'esofago e della trachea sono abbastanza comuni nelle persone che i modelli organoidi dell'esofago umano potrebbero essere di grande beneficio."

Jim Wells, Ph.D.

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