Cyberpunkowa technologia! Wyhodowano sztuczne gruczoły!
Miniaturowe ludzkie gruczoły łzowe, które faktycznie płaczą, udało się wyhodować naukowcom z Instytutu Hubrechta i Utrecht Science Park (Holandia). Mogą one służyć jako model do badania dokuczliwych schorzeń, np. zespołu suchego oka, a w przyszłości posłużyć do przeszczepów pacjentom z niedziałającymi gruczołami łzowymi.
Praca na ten temat ukazała się w czasopiśmie „Cell Stem Cell”.
Gruczoł łzowy to mały twór zlokalizowany w górnej części oczodołu. Jego zadaniem jest wydzielanie płynu łzowego niezbędnego do nawilżania i odżywiania rogówki oka. Płyn ten posiada również składniki antybakteryjne.
„Dysfunkcja gruczołu łzowego, z jaką mamy do czynienia np. w zespole Sjögrena, może mieć poważne konsekwencje, w tym przewlekłą suchość oka, czy nawet owrzodzenie rogówki prowadzące do ślepoty. A szacuje się, że co najmniej 5 proc. dorosłej populacji cierpi na zespół suchego oka” - mówi okulistka dr Rachel Kalmann, główna autorka badania.
Jednak dokładne mechanizmy stojące u podstaw funkcjonowania gruczołu łzowego były do tej pory nieznane. Brakowało też wiarygodnych modeli do jego badania in vitro.
Naukowcy z zespołu Kalmann wykorzystali technologię organoidów do wyhodowania w laboratorium miniaturowych wersji mysich i ludzkich gruczołów łzowych. Organoidy to nic innego jak maleńkie, trójwymiarowe struktury, które naśladują funkcje rzeczywistych narządów.
Po ich stworzeniu badacze stanęli jednak przed dużym wyzwaniem: jak sprawić, aby doprowadzić je do płaczu. Marie Bannier-Hélaouët, jedna z uczestniczek eksperymentu, wyjaśnia: „Organoidy hodowaliśmy przy użyciu koktajlu z czynników stymulujących wzrost. Aby mogły płakać musieliśmy ten koktajl po prostu nieco zmodyfikować”.
„Teraz nasze gruczoły łzowe w naczyniu są stale mokre, tak samo jak nasze oczy” - dodaje.
Ludzie płaczą np. w odpowiedzi na przykład na ból. Organoidy płaczą w odpowiedzi na bodźce chemiczne, takie jak noradrenalina. Komórki organoidów ronią łzy po wewnętrznej stronie, zwanej prześwitem, w rezultacie czego organoid puchnie jak balon. Dlatego wielkość tych sztucznych narządów może służyć jako wskaźnik tworzenia się i wydzielania łez. „Nasze kolejne eksperymenty ujawniły, że różne komórki gruczołu łzowego wytwarzają różne składniki łez. I że komórki te bardzo odmiennie reagują na bodźce wywołujące łzy” - mówi współautor publikacji Yorick Post.
Naukowcy wyjaśniają, że łzy produkowane są i wydzielane przez kilka typów komórek, choć ich model zawiera tylko jeden z nich. Na potrzeby swojej pracy stworzyli atlas komórek gruczołu łzowego i uwidocznili różnice między nimi. „W przyszłości chcielibyśmy wyhodować w naczyniu również inny typ komórek gruczołu łzowego, tak zwane komórki groniaste. W ten sposób ostatecznie będziemy w stanie wyhodować pełny gruczoł łzowy w laboratorium” - opowiada Post.
Zdaniem autorów publikacji rozwój miniaturowych gruczołów łzowych jest wielką nadzieją dla pacjentów cierpiących z powodu zaburzeń tego narządu. Grupy badawcze z całego świata mogą w oparciu o ten model identyfikować nowe leki dla osób, których oczy nie wytwarzają wystarczającej ilości łez. Ponadto organoidy można wykorzystać do badania, w jaki sposób powstają nowotwory gruczołu łzowego i jak je leczyć. „Miejmy nadzieję, że w przyszłości będzie je można nawet przeszczepiać pacjentom z niedziałającymi gruczołami łzowymi” - podsumowuje Bannier-Hélaouët.
PAP/ as/
