Para saintis mencipta esofagus manusia dalam sel stem terlebih dahulu

Buat pertama kalinya, penyelidik berjaya mencipta esofagus manusia di makmal. Ini mungkin membuka jalan untuk rawatan regeneratif baru.

Esofagus mengalir dari kerongkong ke perut.

Esofagus adalah saluran otot yang menggerakkan makanan dan cecair yang kita ambil dari kerongkong kita ke perut kita.

Organ ini terbuat dari pelbagai jenis tisu, termasuk otot, tisu penghubung, dan membran mukus.

Para saintis di Pusat Kanak-kanak Cincinnati untuk Stem Cell dan Organoid Medicine (CuSTOM) di Ohio telah menumbuhkan tisu-tisu ini secara buatan di makmal dengan menggunakan sel stem yang beraneka ragam, atau sel induk yang dapat mengambil bentuk apa pun dan membuat tisu di dalam badan.

Pasukan itu - yang diketuai oleh Jim Wells, Ph.D., ketua pegawai saintifik di CuSTOM - tumbuh esofagi manusia yang terbentuk sepenuhnya di makmal dan memperincikan penemuannya dalam makalah yang diterbitkan dalam jurnal Sel Stem Sel.

Untuk pengetahuan mereka, ini adalah pertama kalinya pencapaian sedemikian dicapai dengan hanya menggunakan sel induk yang beraneka ragam.

Organoid esofagus yang tumbuh di makmal boleh membantu merawat pelbagai keadaan, seperti barah esofagus dan penyakit refluks gastroesofagus (GERD).

Mereka juga dapat membantu merawat penyakit kongenital yang lebih jarang berlaku, seperti atresia esofagus (keadaan di mana esofagus atas tidak bersambung dengan esofagus bawah) dan achalasia esofagus (di mana esofagus tidak berkontrak dan tidak dapat menyebarkan makanan).

Menurut anggaran baru-baru ini, GERD - juga dikenali sebagai refluks asid - mempengaruhi sekitar 20 peratus populasi Amerika Syarikat. Pada tahun 2018, lebih daripada 17,000 orang di A.S. akan menghidap barah esofagus.

Seperti yang dijelaskan oleh Wells dan pasukan dalam makalah mereka, mempunyai model esofagus manusia yang berfungsi sepenuhnya - dalam bentuk organoid yang tumbuh di makmal - menyumbang kepada pemahaman yang lebih baik mengenai penyakit ini.

Penemuan ini juga boleh menyebabkan rawatan yang lebih baik menggunakan ubat regeneratif.

Protein utama membantu saintis membesar esofagus

Ketika mereka berusaha membentuk organoid, Wells dan pasukan memfokuskan diri pada protein yang disebut Sox2 dan gen yang mengekodinya. Penyelidikan sebelumnya menunjukkan bahawa gangguan pada protein ini menyebabkan pelbagai keadaan esofagus.

Para saintis membudayakan sel-sel tisu manusia, serta sel-sel dari tisu tikus dan katak, untuk memeriksa dengan lebih dekat peranan Sox2 dalam perkembangan embrio esofagus.

Pasukan itu mendedahkan bahawa Sox2 mendorong pembentukan sel-sel esofagus dengan menghalang jalan genetik lain yang akan "memberitahu" sel-sel induk untuk terbentuk menjadi sel-sel pernafasan.

Mereka juga ingin mengkaji kesan kekurangan Sox2 dalam tahap perkembangan utama ini. Eksperimen menunjukkan bahawa kehilangan Sox2 mengakibatkan bentuk atresia esofagus pada tikus.

Akhirnya, mereka dapat membuat organoid esofagus yang panjangnya 300-800 mikrometer pada 2 bulan. Para saintis kemudian menguji komposisi tisu yang tumbuh di makmal dan membandingkannya dengan tisu esofagus manusia yang diperoleh dari biopsi.

Wells dan team melaporkan bahawa kedua-dua jenis tisu mempunyai komposisi yang sangat serupa. Wells memberi komen mengenai kepentingan klinikal organoid, mengatakan:

"Selain menjadi model baru untuk mengkaji kecacatan kelahiran seperti atresia esofagus, organoid dapat digunakan untuk mempelajari penyakit seperti esofagitis eosinofilik dan metaplasia Barrett, atau untuk bioengineer jaringan esofagus yang sesuai secara genetik untuk setiap pesakit."

"Gangguan kerongkongan dan trakea cukup banyak terjadi pada orang yang model organoid esofagus manusia dapat sangat bermanfaat."

Jim Wells, Ph.D.

none:  cjd - vcjd - penyakit gila-lembu sakit badan hipotiroid