Odkedy existujú ľudia, existujú aj choroby. Jednou z najdlhšie pretrvávajúcich ochorení, ktoré sužuje nielen náš druh, je rakovina, ktorú sa ani po tisícoch rokov, odkedy vznikol odbor medicíny, nedarí liečiť so zárukou úspešného výsledku. Vďaka moderným technológiám však robíme dôležité pokroky. A po novom s jedným takým pokrokom prichádzajú výskumníci z Centra princeznej Máximy v Holandsku, píše server SMARTmania.cz.
Kapitoly článku:
Týmto výskumníkom sa podarilo vytvoriť trojrozmerné modely malých orgánov, ktoré sa podobajú ľudskému mozgovému tkanivu. Ide o nový prístup k liečbe rakoviny, ktorý v sebe skrýva obrovský potenciál. Môže totiž významne prispieť k vývoji liekov na boj proti rakovine mozgu.
Mozgové organoidy
Na kultiváciu miniatúrnych orgánov tím výskumníkov využil fetálne mozgové bunky v laboratórnom prostredí. Tieto bunky sa inak označujú ako organoidy, čiže malé verzie orgánov pripravených in vitro, konkrétne v Petriho miske. Organoidy môžu byť vytvorené buď to na základe tkanivových buniek, alebo riadené diferenciáciou kmeňových buniek tak, aby ich vývoj replikoval vývoj špecifických orgánov.
Štandardne sa mozgové organoidy vytvárajú z kmeňových buniek do štruktúr pripomínajúcich rôzne časti mozgu. Holandskí vedci zvolili trochu iný prístup – mozgové organoidy sa im podarilo vytvoriť z malých fragmentov ľudského fetálneho mozgového tkaniva.
Majú niekoľko kľúčových výhod
Kľúčovou výhodou organoidov je ich schopnosť samostatnej organizácie, ktorá napodobňuje prirodzenú organizačnú zložitosť skutočných orgánov. Dokážu teda replikovať autentické funkcie orgánov, čo výskumníkom umožňuje jedinečný náhľad do zložitosti vývoja mozgu. Inými slovami – organoidy odvodené z fetálneho tkaniva umožňujú jednoduchšie skúmanie postupu vývoja ľudského mozgu a lepšie chápanie toho, aké úlohy hrajú rozličné bunky v reakcii na svoje prostredie.
Schopnosť samostatnej organizácie však nie je jedinou dôležitou výhodou organoidov. Ďalšou je ich dlhovekosť. Organoidy založené na tkanive vykazovali nepretržitý rast po dobu viac ako pol roka. Vedci teda môžu realizovať kľúčové pozorovanie oveľa dlhšie ako doteraz, čo môže viesť k dôležitým poznatkom, objavom a eventuálne aj riešeniam.
A keď už sme pri tých výhodách, za zmienku stojí aj schopnosť reprodukcie. Výskumníci teraz majú možnosť vytvárať viacero organoidov z jedinej vzorky tkaniva, čo z nich robí de facto obnoviteľný zdroj pre hĺbkové a reprodukovateľné štúdie. Možnosť vytvárať viacero organoidov z jednej vzorky tkaniva vedie k presnejšiemu skúmaniu účinkov rôznych faktorov prostredia a podnetov na vývoj mozgu. A práve to je kľúčové pri analýze dlhodobých účinkov externých zásahov a liekov.
Revolučná metóda pri liečbe rakoviny
Tím v rámci svojho výskumu skúmal schopnosti organoidov založených na tkanive pri modelovaní rakoviny mozgu. Za využitia CRISPR-Cas9, čo je pokročilá metóda na editáciu génov využívajúca prirodzený imunitný systém baktérií k presnému upravovaniu genetickej informácie v organizmoch, vložil chyby do génu TP53.
Pre lepšie pochopenie, CRISPR označuje krátke úseky DNA, ktoré obsahujú pamäťové záznamy o predošlých útokoch zo strany baktérií alebo vírusov. Cas9 je zase proteín, ktorého funkcionalitu možno označiť ako „molekulárne nožnice“. Tento proteín je schopný cielene deliť DNA na špecifických miestach podľa inštrukcií, ktoré poskytuje sekvencia CRISPR.
Vedci sa opierajú o adaptívne využívanie krátkych úsekov DNA. Na základe uvedenej mechaniky dokážu pozorovať v organoidoch celkom zaujímavý jav. Bunky s poškodeným génom TP53 po troch mesiacoch vykázali o čosi rýchlejší rast v porovnaní s bunkami, ktoré obsahovali nepoškodený gén. Tento jav jasne poukazuje na schopnosť organoidov modelovať vývoj rakoviny, vďaka čomu môžu v budúcnosti vzniknúť efektívnejšie spôsoby liečby tohto zákerného ochorenia.
Základ pre dôležité objavy
Vedci konkrétne skúmali reakciu organoidov na génové mutácie spojené s glioblastomom, čo je vážny typ mozgového nádoru. V rámci výskumu sa zaoberali genetickými úpravami v organoidoch, vďaka čomu získali unikátny náhľad do molekulárneho prostredia nádoru. Okrem toho sa zamerali na skúmanie možností využitia organoidov pri testovaní liekov proti rakovine.
Dá sa teda povedať, že svojim výskumom pripravujú pôdu pre pokrok v liečebných postupoch pri rakovine mozgu. Vďaka uvedeným schopnostiam, ktorými organoidy disponujú, môžu vedci lepšie identifikovať reakciu jednotlivých liekov a zvýšiť tak šancu na úspešnú liečbu.
