Výzkum cystické fibrózy, který má prospech z laboratorí "mini-plic"

V soucasné dobe se pri zkoumání sloucenin, které by mohly ukázat slib v boji proti nemoci, musí výzkumníci spoléhat na zvírecí modely, jako jsou speciálne chované laboratorní mysi. Nicméne mnoho kandidátských léku, které procházejí temito testy, je pozdeji odmítnuto a nekteré, které neprosli, by mohly být úcinné u lidí. To vede ke zpozdením, zvýseným nákladum a ztrátám prílezitostí k rozvoji naléhave potrebné nové lécby.
Vedci vytvorili podmínky podobné tomu, co se stane, kdyz lidské embryo rozvíjí ruzné typy plicní tkáne.
Image credit: Nick Hannan, univerzita v Cambridge

Kmenové bunky jsou bunky, které mají potenciál stát se jakoukoli bunkou v tele. Vedci vyvinuli ruzné zpusoby, jak tuto transformaci provést, a také získávání kmenových bunek. Pokrok v této oblasti ukazuje slib jako cesta k vytvorení realistických modelu lidské tkáne odvozené z lidských bunek - tzv. "Organoids" nebo "mini-orgány".

Napríklad jsme nedávno uvedli studii, která ukázala, jak nový systém organické kultivace 3D slibuje, ze transformuje výzkum a lécbu rakoviny pankreatu.

A v jiné drívejsí zpráve jsme popsali, jak vedci vytvorili plne funkcní organoidy lidských strev.

Nyní tým na University of Cambridge ve Velké Británii úspesne vytvoril "mini-plíce" jako cestu k výzkumu a testování nových léku pro boj s vycerpávající plicní nemocí cystickou fibrózou.

Mini-plíce tvorené z distální tkáne dýchacích cest

Ted píses v casopise Kmenové bunky a vývoj, tým na University of Cambridge ve Velké Británii popisuje, jak úspesne vytvoril "mini-plic" jako cestu k výzkumu a testování nových léku pro boj s vycerpávající plicní nemocí cystickou fibrózou.

Pomocí kmenových bunek pocházejících z kozních bunek pacientu s cystickou fibrózou vytvorili vedci organoidní modely distální cásti plicní tkáne, která tvorí dýchací cesty, kde se plyny vymenují za zivotní prostredí. Vedoucí studie Dr. Nick Hannan vysvetluje:

"V jistém smyslu jsme vytvorili" mini-plíce ". Zatímco predstavují pouze distální cást plicní tkáne, jsou pestovány z lidských bunek a mohou být spolehlivejsí nez pouzití tradicních zvírecích modelu, jako jsou mysi. Muzeme je vyuzít k tomu, abychom se dozvedeli více o klícových aspektech závazných onemocnení - v nasem prípade , cystickou fibrózou. "

Cystická fibróza je stav, kdy plic produkuje prílis silný hlen, coz zpusobuje problémy s dýcháním a zvysuje riziko infekce dýchacích cest. Toto onemocnení je monogenní - to je zpusobeno jediným genovým postizením, i kdyz mutace muze být u ruzných pacientu odlisná.

Nedávný pokrok v lécbe pomáhá prodlouzit zivoty lidí s cystickou fibrózou, kterí mají obvykle kratsí prumernou délku zivota.

Organoidy replikují plicní tkán nejbeznejsí formy cystické fibrózy

Dr. Hannan a kolegové z Wellcome Trust-Medical Research Council Cambridge Stem Cell Institute vytvorili pro své studium kmenové bunky z kozních bunek pacientu s nejbeznejsí formou cystické fibrózy, které vznikají z poruchy v genu CFTR, který je znám jako mutace delta-F508. Tato mutace je prícinou cystické fibrózy u priblizne trí ctvrtin pacientu ve Velké Británii.

Tým preprogramoval kozní bunky tak, aby se vrátily do stavu známého jako "indukovaný pluripotent" - címz se stávají kmenovými bunkami, které jsou pripraveny vyvinout do jakéhokoliv druhu bunky v tele.

Pouzitím indukovaných pluripotentních bunek (iPSC) pak tým vytvoril podmínky podobné tomu, co se stane, kdyz lidské embryo rozvíjí ruzné typy plicní tkáne - proces nazvaný "gastrulace".

Behem gastrulace vyrustá embryo endoderm a pak predsunutý zlábek, ze kterého se plic objeví a tvorí se v ruzných typech tkání, vcetne tech, které jsou nejvíce vzdáleny od místa puvodu - "distální" plicní tkán dýchacích cest, kde dochází k výmene plynu mezi telo a zivotní prostredí.

Distální tkán je casto cástí plíce, která zpusobuje problémy pri onemocneních jako je cystická fibróza, nekteré formy rakoviny plic a emfyzém.

Mini-plíce se dobre projevovaly pri testech, které prokazovaly poruchu chloridového kanálu

U lidí s mutací delta-F508 se CFTR protein ve své tkáni dýchacích cest nespletne správne, takze není správne exprimován na povrchu bunek. To narusuje funkci chloridového kanálu.

Chloridové kanály jsou povrchové proteiny tvorící póry, které umoznují, aby chloridové ionty se pohybovaly uvnitr a ven z bunek tkáne dýchacích cest. Pokud selhávají, bunky nemohou presunout vodu do výstelky plíce, coz zpusobuje, ze hlien se stává prílis lepivým. To má za následek potíze s dýcháním a vyssí riziko bakteriální infekce - coz v delsím období vede k zjizvení nebo "fibróze".

Aby bylo mozné overit, jak dobre jejich mini-plíce replikovaly podmínky cystické fibrózy u pacientu s mutací delta-F508, tým pouzil fluorescencní barvivo citlivé na chlorid. S pomocí barviva byli schopni prokázat, ze ve srovnání se zdravými bunkami, ty v mini-plicích omezily pohyb chloridu.

Tým pak pouzil systém barviv a mini-plíce, aby ukázal, ze pridání malé molekuly pomohlo nemocným bunkám snadneji se pohybovat chloridem - stejne jako zdravé bunky. Dr. Hannan uzavírá:

"Jsme si jisti, ze tento proces by mohl být rozsíren, aby nám umoznil sledovat desítky tisíc sloucenin a vyvíjet mini-plíce s dalsími onemocneními, jako je rakovina plic a idiopatická plicní fibróza, coz je mnohem praktictejsí, je také etickyjsí nez pouzití velkého mnozství mysí pro takový výzkum. "

Vetsina financních prostredku na studie pocházela z Evropské rady pro výzkum, z Národního institutu pro výzkum v oblasti zdraví Cambridge Biomedical Research Center a Evelyn Trust.

Mezitím, Zdravotní novinky dnes nedávno se dozvedel, jak jiný tým na Texaské univerzite v Austinu vyvinul nový zpusob testování nejcastejsí príciny infekcí ohrozujících zivot u pacientu s cystickou fibrózou, Pseudomonas aeruginosa.

Nová metoda replikuje presné prostredí, ve kterém se bakterie sírí v hlenu v plicích osoby s cystickou fibrózou, coz umoznuje identifikaci genu, které se zdají být nezbytné pro její prezití.

Proc muzeme "slyset" nás vnitrní hlas

Je pravdepodobné, ze ctete tuto první vetu a slysíte, jak vás vlastní hlas mluví ve vasí hlave. Podle nové studie vyuzívá interní rec systém, který se vetsinou pouzívá k zpracování vnejsí reci, a proto muzeme "slyset" nás vnitrní hlas. Studie pochází z katedry lingvistiky na univerzite v Britské Kolumbii a je vedena výzkumným pracovníkem Markem Scottem, který analyzoval mozkový signál známý jako "dusledky propustení" - signál, který oddeluje smyslové zázitky, které vytváríme ze zkuseností, které jsou vnejsí.

(Health)

Mohl spát na jedné strane snízit riziko Alzheimerovy choroby?

Prestoze výsledky jsou jeste testovány u lidí, studie naznacuje, ze postoj spánku ovlivnuje, jak dobre mozo odstranuje odpadní produkty. Akumulace odpadních produktu v mozku je charakteristickým znakem neurodegenerativních onemocnení, jako je Alzheimerova a Parkinsonova choroba. Studie naznacuje, ze spánek na jedné strane pomáhá efektivneji odstranovat odpadní mozky.

(Health)