Home / خبرها / محققان ارگانوئیدی عملکردی از غدد بزاقی ساختند

محققان ارگانوئیدی عملکردی از غدد بزاقی ساختند

۸  نوامبر ۲۰۱۸ -هنگامی که عملکرد یک ارگان در بیماران به دلیل بیماری یا آسیب از دست می رود، ایده ال اینست که بسادگی ارگان تخریب شده، مجددا تولید و جایگزین شود. اما ارگانوژنز(فرایند تولید ارگان) بسیار پیچیده و بطور دقیق در بدن تحت کنترل است، در این فرایند سلول های بنیادی خاصی شرکت می کنند که سرنوشت آنها تبدیل شدن به بافتی مشخص است، به استثنای سلولهای پیش ساز بعضی از اندامها مانند فولیکولهای مو، که تنها در مراحل اولیه ی رشد وجود دارند.
راه دیگر در آزمایشگاه، استفاده از سلول های بنیادی جنینی(embryonic stem cells) یا سلول های بنیادی پرتوان القایی(induced pluripotent stem cells) است، که می توانند به بسیاری از انواع سلول ها تبدیل شوند و یا یک ارگانوئید یا یک بافت سه بعدی ساده با ساختاری شبیه به یک ارگان واقعی را بسازند. تولید یک ارگانوئید با عملکرد طبیعی در آزمایشگاه، این امکان را برای بیمارانی با ارگانهای آسیب دیده یا از کار افتاده، فراهم می کند که حداقل برخی از عملکرد ارگان اولیه ی خود را از طریق این ارگانوئید آزمایشگاهی بدست آورند.
محققان این تحقیق به رهبری Kenji Mishima از دانشگاه Showa و Takashi Tsuji از مرکز تحقیقات سیستمهای بیودینامیک RIKEN، بافت غدد بزاقی آسیب دیده به دلیل سندرم Sjogren یا پرتودرمانی سرطان، را بازسازی کردند. این غدد از یک ساختار اولیه به نام اکتودروم دهانی تولید می شوند، اما روند واقعی آن به طور کامل کشف نشده است.
تشکیل ارگانها در بدن از طریق یک فرایند پیچیده ی سیگنالینگ شیمیایی و تغییرات در بیان ژن رخ می دهد، بنابراین محققان به جستجوی تغییرات مهم در هنگام تولید غدد بزاقی پرداختند. آنها دو عامل رونویسی، بنامهای Sox9  و Foxc1 را به عنوان کلید تمایز سلول های بنیادی به بافت غدد بزاقی شناسایی کردند. آنها همچنین یک جفت ماده ی شیمیایی سیگنالینگ دخیل در این فرایند را بنامهای FGF7[1]  و FGF10 شناسایی کردند که موجب تحریک سلول ها به تولید عوامل رونویسی Sox9 و Foxc1 می شدند تا سلولهای بنیادی به بافت غدد بزاقی تبدیل شوند.
محققان برای تشکیل ارگانوئید غدد بزاقی، از یک کوکتل از مواد شیمیایی که به تشکیل اکتودرم دهانی کمک می کند، استفاده نمودند. پس از استفاده از این مخلوط و تبدیل سلول های بنیادی جنینی به اکتودرم، آنها با استفاده از وکتورهای ویروسی، سلول ها را مجبور به بیان دو عامل رونویسی Sox9 و Foxc1  کردند. افزودن دو ماده ی شیمیاییFGF7  و FGF10 به مخلوط مورد نظر، باعث القای سلول ها به ایجاد بافتی شد که تجزیه و تحلیل ژنتیکی آن نشان داد بسیار شبیه به غدد بزاقی واقعی در جنین است.
سرانجام، محققان این ارگانوئیدها را به موشهای بدون غدد بزاقی پیوند زدند و آنها را با دادن اسید سیتریک به موشها، آزمایش کردند. هنگامی که این ارگانوئیدها بهمراه بافت مزانشیمی( یک بافت جنینی دیگر که اجازه می دهد که این غدد به سایر بافت ها متصل شوند) پیوند گردید، بافت های ایمپلنت شده، به طور صحیح به بافت عصبی متصل شده و ماده ای را در پاسخ به تحریک ترشح نمودند که به طور قابل توجهی شبیه به بزاق واقعی بود.
دکتر Mishima  می گوید: این نتیجه فوق العاده بود، ما بافتی را تولید کردیم، که در یک پستاندار زنده کار می کند. این یک مدرک مهم برای اثبات این مفهوم است که ارگانوئیدها، یک جایگزین معتبر برای ارگان های واقعی هستند.
دکتر Tsuji گفت: ما همچنان در تلاش برای ایجاد بافت های عملکردی برای جایگزینی عملکرد سایر ارگان ها هستیم، و امیدواریم که این آزمایشات به زودی راه خود را به کلینیک باز کنند و به بیمارانی که از اختلالات مختلف رنج می برند، کمک نمایند.
این مطالعه با عنوان “تولید ارتوتوپیکالی[۲] غدد بزاقی عملکردی از سلول های بنیادی جنینی” در Nature Communications  منتشر شده است.

منبع:

http://dentistrytoday.com/news/industrynews/item/4038-researchers-create-functional-salivary-gland-organoid

 

[۱] عامل رشد فیبروبلاستی ۷ و عامل رشد فیبروبلاستی ۱۰

[۲] در ارتباط با پیوند بافت، در محل طبیعی خود در بدن پیوند می شود.