Органоиды из стволовых клеток имитируют ткань паращитовидной железы человека
Созданные из клеток пациентов органоиды паращитовидной железы (PTOs) могут открыть путь для будущих исследований физиологии и скрининга лекарств, как показало исследование, опубликованное 27 октября в журнале Stem Cell Reports.
«Мы первая группа в мире, которой удалось выделить стволовые клетки паращитовидной железы и поддерживать эти клетки в нашей лаборатории в виде органоидов в течение длительного времени», — говорит соавтор исследования Шелто Крауйфф из Университетского медицинского центра Гронингена. «Наше исследование представляет PTO в качестве новой модели для изучения заболеваний паращитовидной железы».
Заболевания паращитовидной железы характеризуются изменениями в секреции паратиреоидного гормона, что приводит к аномальным концентрациям кальция в крови. Разработке таргетных методов лечения и трассеров для визуализации паращитовидной железы могут помочь in vitro модели. Органоиды — это 3D-структуры, которые близко воспроизводят архитектуру ткани и клеточный состав и выращиваются из стволовых клеток.
«Мы показали, что паращитовидная железа содержит стволовые клетки, способные производить органоиды. Эти органоиды имитируют состояние пациента, способны вырабатывать гормон, экспрессируют специфические маркеры и демонстрируют сопоставимые реакции на лекарства», — говорит Крауйфф.
В этом исследовании Крауйфф и его коллега Роб Коппес поставили цель создать модель PTO, полученную от пациента и представляющую ткань паращитовидной железы человека. Исследователи получили доброкачественную гиперплазированную ткань паращитовидной железы от пациентов, перенесших операцию. Они выделили из ткани стволовые клетки паращитовидной железы и изучили их способность к размножению и образованию PTO.
PTO напоминали исходную ткань как на уровне экспрессии генов и белков, так и по функциональности. Дополнительные результаты продемонстрировали увеличение и уменьшение секреции гормона в ответ на изменения концентрации кальция и на препараты, снижающие уровень паратиреоидного гормона. Более того, исследователи обнаружили специфическое поглощение таргетного трассера в PTO. В совокупности результаты показывают, что эти органоиды могут моделировать функциональность паращитовидной железы человека.
Одним из ограничений исследования было отсутствие исходного микроокружения, включая кровеносные сосуды и колеблющиеся концентрации внеклеточных сигналов. Тем не менее, функциональное тестирование и эксперимент с трассером показали, что PTO являются высокоподходящей моделью, напоминающей функциональную ткань паращитовидной железы.
В будущих исследованиях ученые планируют трансплантировать эти органоиды крысам с гипопаратиреозом, чтобы изучить их функцию в живой животной модели. «Эти органоиды можно использовать для тестирования будущих таргетных препаратов и трассеров для визуализации паращитовидной железы. При использовании органоидов требуется меньше испытаний на животных», — говорит Крауйфф. «Кроме того, эту технику можно использовать для попыток культивирования здоровых органоидов паращитовидной железы для лечения пациентов с гипопаратиреозом».