Пищевод Барретта смоделирован на чипе человеческого органа

8 июня 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

надежный источник

корректура

Гарвардского университета

Кислотный рефлюкс, обратный заброс желудочной кислоты в глотательную трубку или пищевод, – это то, с чем время от времени сталкиваются многие. Когда это случается неоднократно и становится хронической проблемой, это может привести к «пищеводу Барретта» (ПБ), состоянию, при котором клетки эпителиальной выстилки пищевода принимают на себя идентичность клеток желудка или кишечника.

Этот процесс известен как «метаплазия» и связан с увеличением заболеваемости раком пищевода — одной из самых смертоносных опухолей, которая, по оценкам, занимает шестое место среди наиболее распространенных причин смертности от рака во всем мире.

Чтобы иметь возможность предсказать, какие пациенты с пищеводом Барретта подвергаются повышенному риску развития рака, и найти лекарства, которые могли бы предотвратить этот переход, необходимо гораздо лучшее понимание его клеточных и молекулярных триггеров. Однако для изучения БЭ модели на животных бесполезны, поскольку они имеют различную анатомию пищевода, а существующие модели in vitro не могут воспроизвести изменения в структуре клеток и тканей, которые являются отличительными чертами БЭ, наблюдаемыми у пациентов-людей.

Пищевод выстлан слоем эпителиальных клеток, который обращен непосредственно к просвету пищевода и поддерживается снизу смесью фибробластов и окружающего внеклеточного матрикса, известного как «строма». Известно, что помимо обеспечения механической и питательной поддержки строма посылает сигналы эпителиальным клеткам, управляя их дифференцировкой и функционированием во время развития пищевода у плода.

Хотя строма продолжает подавать эпителию пищевода сигналы на протяжении всей жизни человека, обеспечивая обновление тканей, ее вклад в метаплазию, которая часто предшествует образованию рака, остается неизвестным.

Теперь исследовательская группа из Института биологической инженерии Висса при Гарвардском университете во главе с директором-основателем Висса Дональдом Ингбером, доктором медицинских наук, в сотрудничестве с исследователями из Университета Макгилла в Монреале, Канада, и Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF). ) разработали модель, которая воспроизводит реакцию эпителия BE на фибробласты, полученные из стромы, с учетом особенностей пациента in vitro с использованием технологии Organ Chip.

Органные чипы — это микрофлюидные устройства для культивирования клеток, в которых ключевые структуры и функции органов, состоящих из различных типов клеток и тканей, можно имитировать вне тела.

Команда создала чипы, выстланные эпителиальными клетками, которые были выращены непосредственно на слое, похожем на строму, со встроенными клетками фибробластов, воссоздающими фактическую границу между эпителием и стромой, подобную in vivo. Важно отметить, что как эпителиальные клетки, так и фибробласты были изолированы из разных участков одного и того же пищевода у пациента с раком пищевода; некоторые регионы выглядели здоровыми, в то время как в других наблюдались типичные признаки ПЭ или прогрессирование рака.