Organi na čipu: novi pristup istraživanju složenih oboljenja
Novi pristup pokazuje kako različita tkiva utiču na zapaljenske bolesti, poput ulcerativnog kolitisa (ulcerative colitis).
Sada je inženjerima lakše da izučavaju vezu između različitih organa i imunog sistema, zahvaljujući višetkivnom modelu, koji su dizajnirali inžinjeri biologije sa MIT-a na specijalizovanoj mikrotečnoj podlozi, na koju su posađene ljudske ćelije.
Ovaj novi model je nazvan: “organi na čipu”, ili: “fiziomi na čipu”. Uz pomoć njega, naučnici su u ovom istraživanju ispitivali ulogu cirkulisanja imunih ćelija u ulcerativnom kolitisu i drugim zapaljenskim bolestima. Otkrili su i da metabolički nusproizvod, koji stvaraju bakterije u ljudskim crijevima, preuzima značajnu ulogu u ovakvim uslovima zapaljenja.
U ovom istraživanju, naučnici su imali zadatak da modeluju međusobnu vezu između dva organa, debelog crijeva i jetre. Željeli su da ispitaju kako imuni sistem, a pogotovo T ćelije, utiče na ove organe.
Opšte je poznato, da preko 80% pacijenata sa hroničnim autoimunim oboljenjem jetre, primarnim sklerozirajućim holangitisom (primary sclerosing cholangitis), takođe boluju i od zapaljenske bolesti crijeva (IBD). I pacijenti sa IBD-om imaju znatno veći rizik zadobijanja autoimunih poremećaja jetre.
Novi sistem sadrži ćelije debelog crijeva, uzete od pacijenata sa ulcerativnim kolitisom, zajedno sa zdravim ćelijama jetre. Naučnici su otkrili da, kada se ova tkiva sastave, njihovo fiziološko ponašanje se potpuno mijenja u odnosu na ono u razdvojenosti. Upala u tkivu crijeva, zahvaćenim ulcerativnim kolitisom, povlačila se kada je tkivo izlagano zdravim ćelijama jetre. U isto vrijeme, geni i ćelijski putevi koji učestvuju u metabolizmu, i imunološko dejstvo je bivalo jače u oba organa.
Dodavanje dva tipa T ćelija u sistem: CD4+ T regulatorne ćelije i TH17 ćelije, brzo je pojačalo zapaljenje i povratilo neke osobine IBD-a i autoimunih bolesti jetre.
Naučnici su, zatim, odredili mogući uticaj molekula, takozvanih kratkolančanih masnih kisjelina (short-chain fatty acids – SCFAs), na zapaljenske bolesti. Otkrili su da je dodavanje ovih molekula modelu ulcerativnog kolitisa, znatno pogoršalo zapaljenje kroz jetru i crijeva, ali samo ako su T ćelije već bile prisutne.
Martin Tejpkar, postdoktorant MIT-a, i vodeći autor naučnog rada, kaže: “Pretpostavka koju smo postavili na osnovu ovog istraživanja, je da uloga kratkolančanih masnih kisjelina, izgleda, zavisi od toga koliko je adaptivni imuni sistem (što uključuje T ćelije) uključen”.
“To znači da, u ranoj fazi zapaljenja, kad T ćelije nijesu značajno uključene, SCFA mogu pomoći u suzbijanju upale. Ali, kada se mnogo T ćelija uključi, SCFA ih stimulišu da izazovu još veću upalu. Ovo bi moglo biti korisno u slučajevima infekcije, da pomogne tijelu da odbije izazivače, ali takođe može ubrzati autoimune poremećaje.”
Linda Grifit, profesorica Učenja inovacija u Inženjerskoj školi, profesorica biološkog i mehaničkog inženjerstva, i viši autor ispitivanja, kaže: “Pokazali smo da sada možemo početi da napadamo neke od ovih mučnih, hroničnih zapaljenskih bolesti, izvodeći eksperimente u ovim organima na čipu”.
Više informacija možete naći na adresi:
https://www.cell.com/cell-systems/fulltext/S2405-4712(20)30078-8
Izvor: techexplorist.com
