Naukowcom udało się unieśmiertelnić komórki warg, tworząc klinicznie istotny model laboratoryjny, który umożliwia testowanie nowych metod leczenia urazów i infekcji.
Ust używamy do mówienia, jedzenia, picia i oddychania; odzwierciedlają także nasze emocje, zdrowie i atrakcyjność estetyczną. Ten zakres funkcji opiera się na złożonej strukturze, co sprawia, że skuteczne leczenie problemów z ustami jest trudne. Podstawowe badania mają kluczowe znaczenie dla udoskonalenia tych metod leczenia, jednak do tej pory modele wykorzystujące komórki warg, które funkcjonują inaczej niż inne komórki skóry, nie były dostępne.
W nowym badaniu opublikowanym w Granice w biologii komórki i rozwojunaukowcy donoszą o pomyślnym unieśmiertelnieniu oddanych komórek warg, co umożliwiło opracowanie w laboratorium klinicznie istotnych modeli warg. Ten dowód słuszności koncepcji, po rozwinięciu, może przynieść korzyści tysiącom pacjentów.
„Wargi są bardzo widocznym elementem naszej twarzy” – powiedział dr Martin Degen z magazynu Uniwersytet w Bernie. „Wszelkie defekty w tej tkance mogą być bardzo zniekształcające. Jednak do tej pory brakowało modeli ludzkich komórek warg do opracowania metod leczenia. Dzięki naszej ścisłej współpracy z Uniwersytecką Kliniką Chirurgii Dziecięcej Szpitala Uniwersyteckiego w Bernie mogliśmy to zmienić, wykorzystując tkanki warg, które w przeciwnym razie zostałyby wyrzucone”.
Usługa ustna
Komórki pierwotne pobrane bezpośrednio od danej osoby idealnie nadają się do tego rodzaju badań, ponieważ uważa się, że zachowują cechy podobne do pierwotnej tkanki. Jednakże komórek tych nie można reprodukować w nieskończoność, a ich zdobycie jest często trudne i kosztowne.
„Ludzka tkanka wargowa nie jest regularnie dostępna” – wyjaśnił Degen. „Bez tych komórek niemożliwe jest naśladowanie cech warg in vitro.”
Drugą najlepszą opcją byłyby unieśmiertelnione komórki wargi, które można hodować w laboratorium. Aby to osiągnąć, naukowcy zmieniają ekspresję niektórych genów, umożliwiając komórkom dalsze rozmnażanie się, gdy normalnie osiągnęłyby koniec swojego cyklu życiowego i zatrzymały się.
Naukowcy wyselekcjonowali komórki skóry z tkanki oddanej przez dwóch pacjentów: jednego poddawanego leczeniu rany szarpanej wargi i drugiego poddawanego leczeniu rozszczepu wargi. Naukowcy wykorzystali wektor retrowirusowy do dezaktywacji genu zatrzymującego cykl życiowy komórki i do zmiany długości telomerów na końcach każdego chromosomu, co poprawia żywotność komórek.
Te nowe linie komórkowe zostały następnie rygorystycznie przetestowane, aby upewnić się, że kod genetyczny linii komórkowych pozostaje stabilny podczas replikacji i zachowuje te same cechy, co komórki pierwotne. Aby mieć pewność, że unieśmiertelnione komórki nie rozwinęły cech nowotworowych, naukowcy szukali jakichkolwiek nieprawidłowości chromosomalnych i próbowali wyhodować zarówno nowe linie, jak i linię komórek nowotworowych na miękkim agarze — na miękkim agarze powinny móc rosnąć tylko komórki nowotworowe. średni. Linie komórkowe nie wykazywały żadnych nieprawidłowości chromosomalnych i nie mogły rosnąć na agarze. Naukowcy potwierdzili również, że linie komórkowe zachowują się jak ich niezmodyfikowane pierwotne odpowiedniki, testując wytwarzanie przez nie białek i mRNA.
Uśmiech Mony Lisy
Na koniec naukowcy przeprowadzili testy, aby sprawdzić, jak komórki mogą działać jako przyszłe modele eksperymentalne gojenia warg i infekcji. Po pierwsze, aby sprawdzić, czy komórki mogą działać jako dokładne wskaźniki gojenia się ran, porysowano próbki komórek. Nieleczone komórki zamknęły ranę po ośmiu godzinach, podczas gdy komórki traktowane czynnikami wzrostu zamknęły ranę szybciej; wyniki te były zgodne z wynikami zaobserwowanymi w komórkach skóry z innych części ciała.
Następnie naukowcy opracowali modele 3D z wykorzystaniem komórek i zainfekowali je Candida albicansdrożdżaki, które mogą powodować poważne infekcje u osób z osłabionym układem odpornościowym lub rozszczepionymi wargami. Komórki działały zgodnie z oczekiwaniami, patogen szybko atakował model, infekując rzeczywistą tkankę wargi.
„Nasze laboratorium koncentruje się na uzyskaniu lepszej wiedzy na temat szlaków genetycznych i komórkowych związanych z rozszczepem wargi i podniebienia” – powiedział Degen. „Jesteśmy jednak przekonani, że modele 3D utworzone na podstawie zdrowych, unieśmiertelnionych komórek wargi mogą być bardzo przydatne w wielu innych dziedzinach medycyny”.
„Jednym z wyzwań jest to, że keratynocyty warg mogą mieć charakter skóry wargowej, błony śluzowej lub charakter mieszany” – dodał. „W zależności od pytania badawczego może być wymagana konkretna tożsamość komórki. Mamy jednak narzędzia do scharakteryzowania lub oczyszczenia tych indywidualnych populacji in vitro.”
Odniesienie: „Unieśmiertelnienie komórek warg uzyskanych od pacjenta w celu ustalenia modeli warg 3D” autorstwa Farah Mansour, Ludovica Parisi, Silvia Rihs, Isabelle Schnyder, Giorgio C. La Scala, Nijas Aliu, Christos Katsaros i Martin Degen, 29 sierpnia 2024 r., Granice w biologii komórki i rozwoju.
DOI: 10.3389/fcell.2024.1449224
