Οι εξελίξεις στις μεθόδους κυτταροκαλλιέργειας επέτρεψαν την ανάπτυξη οργανοειδών—μικρών οργάνων που προέρχονται από βλαστοκύτταρα που μιμούνται την οργάνωση των ιστών του σώματός μας. Τώρα, ερευνητές στην Ιαπωνία ανέπτυξαν ένα νέο οργανοειδές σύστημα που μπορεί να φέρει δάκρυα χαράς σε άτομα που πάσχουν από σύνδρομο ξηροφθαλμίας. Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature, μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο της Οσάκα έχει δείξει μια μέθοδο για την παραγωγή τρισδιάστατων (3D) οργανοειδών που προέρχονται από ανθρώπινα βλαστοκύτταρα που μοντελοποιούν τον δακρυϊκό πόρο (επίσης γνωστό ως δακρυϊκός αδένας). Αυτά τα οργανοειδή του δακρυϊκού αδένα παρουσιάζουν μοτίβα οργάνωσης και διακλάδωσης χαρακτηριστικά αυτών που παρατηρούνται στον ανθρώπινο δακρυϊκό αδένα κατά την ανάπτυξη.
Τα βλαστοκύτταρα έχουν την ικανότητα να διαφοροποιούνται σε οποιοδήποτε κυτταρικό τύπο του σώματος. Όταν τα βλαστοκύτταρα αναπτύσσονται σε μορφή καλλιέργειας που προάγει τη συσσωμάτωση, η θεραπεία με μια καθορισμένη σειρά μορίων σηματοδότησης μπορεί να καθοδηγήσει τη διαφοροποίηση και την αυτοοργάνωση των βλαστοκυττάρων σε οργανοειδή που θυμίζουν τα όργανα του σώματος. Ερευνητές με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο της Οσάκα ανέπτυξαν προηγουμένως ένα δισδιάστατο (2D) οργανοειδές που μοιάζει με μάτι χρησιμοποιώντας ανθρώπινα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα (iPS) και παρατήρησαν την παρουσία κυττάρων που μοιάζουν με δακρυϊκούς αδένες σε αυτά τα οργανοειδή. Ο δακρυϊκός αδένας, που βρίσκεται μέσα στο βλέφαρο, είναι υπεύθυνος για την παραγωγή υγρού που διευκολύνει την όραση και προστατεύει το μάτι. Η μειωμένη παραγωγή δακρύων σχετίζεται με το σύνδρομο ξηροφθαλμίας, το οποίο είναι χαρακτηριστικό μιας κοινής αυτοάνοσης νόσου γνωστής ως σύνδρομο Sjögren.
Η ερευνητική ομάδα προσπάθησε να διερευνήσει τη δημιουργία οργανοειδών του δακρυϊκού αδένα, που μπορεί να χρησιμεύσει ως πλατφόρμα για την ανάπτυξη νέων θεραπειών για τη θεραπεία του συνδρόμου ξηροφθαλμίας. “Για να δημιουργήσουμε οργανοειδή δακρυϊκού αδένα, απομονώσαμε πρώτα τα προγονικά κύτταρα του δακρυϊκού αδένα από τα δισδιάστατα οργανοειδή μας που μοιάζουν με ανθρώπινο μάτι”, λέει ο επικεφαλής ερευνητής/πρώτος συγγραφέας Ryuhei Hayashi. “Βρήκαμε ότι περαιτέρω καλλιέργεια αυτού του πληθυσμού προγονικών κυττάρων, που εξέφραζε πρώιμους δείκτες ανάπτυξης δακρυϊκού αδένα, είχε ως αποτέλεσμα τον επιτυχή σχηματισμό τρισδιάστατων οργανοειδών δακρυϊκού αδένα”. Εκτός από την εμφάνιση μοτίβων οργάνωσης χαρακτηριστικών του δακρυϊκού αδένα, τα οργανοειδή εξέφρασαν βασικούς δείκτες που σχετίζονται με την ανάπτυξη του δακρυϊκού αδένα.
Για να διερευνήσει τη λειτουργική ικανότητα των οργανοειδών, η ερευνητική ομάδα μεταμόσχευσε οργανοειδή δακρυϊκού αδένα σε τρωκτικά στα οποία ο δακρυϊκός αδένας είχε αφαιρεθεί μερικώς ή πλήρως. “Είμαστε στην ευχάριστη θέση να διαπιστώσουμε ότι μετά τη μεταμόσχευση, τα οργανοειδή έδειξαν διαφοροποίηση σε ώριμο ιστό δακρυϊκού αδένα”, λέει ο τελευταίος συγγραφέας Kohji Nishida. Η μέθοδος της ερευνητικής ομάδας αντιπροσωπεύει την πρώτη τεχνολογία στον κόσμο για την παραγωγή τρισδιάστατων οργανοειδών δακρυϊκού αδένα από ανθρώπινα κύτταρα iPS. Αυτά τα οργανοειδή του δακρυϊκού αδένα μπορεί να χρησιμεύσουν ως βάση για την ανάπτυξη αναγεννητικών θεραπειών και φαρμάκων για τη θεραπεία του σοβαρού συνδρόμου ξηροφθαλμίας που σχετίζεται με το σύνδρομο Sjogren και άλλες διαταραχές.
