O badaniach infekcji żołądka

Powierzchnie śluzówki naszego żołądka i jelit są w ciągłym kontakcie z bakteriami i wirusami. Niezależnie od tego, czy są one pożytecznymi bakteriami komensalnymi, czy też patogenami, istnieje potrzeba badania odpowiedzi gospodarza na te mikroorganizmy. Ograniczeniem jest brak odpowiednich systemów modelowych.

Ostatnio stworzona metoda umożliwiła wygenerowanie za pomocą komórek macierzystych struktur 3D, znanych jako organoidy. Organoidy można uzyskiwać z różnych narządów, takich jak żołądek, jelito cienkie lub grube. Przypominają one dojrzały nabłonek tkanki, z której zostały utworzone, i są idealnym narzędziem do badania in vitro patogenów wywołujących infekcje, takich jak Helicobacter pylori.

Naukowcy z finansowanego przez UE projektu "Organoids as infection model" (INFO) postanowili zbadać H. pylori przy użyciu organoidów z nabłonka żołądka. W tym celu pozyskano zdrową tkankę ludzką i hodowano ją w specjalnych warunkach, aby wygenerować cysty 3D przypominające ludzki żołądek. Do naśladowania infekcji u ludzi, podczas której H. pylori bytuje w świetle żołądka, naukowcy dokonali mikronastrzyku bakterii do środka organoidowych cyst.

Badania z użytkiem mikroskopii elektronowej wskazały, że choć większość bakterii utrzymała się w świetle organoidu, niektóre ustanowiły ścisłe współdziałanie z komórkami nabłonka. Analiza odpowiedzi komórkowej ekspresji genetycznej po zaledwie dwóch godzinach infekcji wykazała aktywację szlaku sygnalizacji zapalnej NF-kappaB. Dalsze różnicowanie tych organoidów w gruczoły lub komórki wgłębień przełożyło się na inną odpowiedź na zakażenie o potencjalnie dużej istotności dla medycyny.

Co więcej, konsorcjum skutecznie rozszerzyło technikę organoidową do zastosowań w badaniu guzów żołądka. Dzięki uzyskaniu nowotworowych komórek nabłonkowych od pacjentów, zdołano wyhodować kultury organoidów do testowania leków przeciwnowotworowych.

Reasumując, narzędzia i obserwacje będące efektem prac uczestników projektu INFO pomogą zrozumieć oddziaływania gospodarz-patogen w zdrowiu i chorobie. Oprócz zapewnienia wiedzy o chorobach żołądka, kultury organoidów powinny ułatwić tworzenie nowych terapii, również w dziedzinie medycyny regeneracyjnej.