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Les chercheurs développent les premiers modèles 3D organoid du pancréas des cellules souche humaines

Cette année, plus de 60.000 adultes aux Etats-Unis seront diagnostiqués avec le cancer pancréatique et, statistiquement, seulement 10 pour cent survivront cinq ans après diagnostic, selon l'Association du cancer américaine. Puisque le cancer pancréatique est caché profondément dans le fuselage et souvent sans symptômes, on le diagnostique fréquemment après que la maladie ait progressé trop loin pour l'intervention chirurgicale et/ou se soit répandue dans tout le fuselage. La recherche indique qu'un dépistage plus tôt des tumeurs pancréatiques pourrait quadrupler des taux de survie ; cependant, test validé et fiable pour le dépistage précoce du cancer pancréatique n'existe pas actuel.

Maintenant, les chercheurs à l'institut de cancérologie au centre médical de Beth Israël Deaconess (BIDMC) ont avec succès produit les premiers (3D) modèles organoid en trois dimensions du pancréas des cellules souche humaines. À la différence des plates-formes précédentes pour l'étude du cancer pancréatique, ce modèle organoid premier-de-son-aimable comprend les structures acinaires et canalaires qui jouent un rôle critique dans la majorité de cancers pancréatiques. La plate-forme neuve de recherches -- on ne s'attend pas à ce que ce qui guide des soins aux patients à ce moment -- jettera la lumière neuve sur les origines et le développement du cancer pancréatique, ainsi qu'indique des moyens potentiels de découvrir des bornes de diagnostic précoce et surveiller la maladie. L'état de l'équipe apparaît en cellule souche de cellules.

Nous avons pensé, si nous avions une voie d'employer les cellules pancréatiques humaines pour expédier le cancer de technicien, nous pourrions commencer à comprendre les opérations les plus tôt dans le développement de cette maladie. Ce modèle a pu également servir de plate-forme pour découvrir potentiellement des biomarqueurs -- modifications mesurables jointes à la maladie -- que nous espérons employer dans la clinique pour surveiller le développement du cancer. »

Senthil Muthuswamy, PhD, auteur correspondant, directeur de biologie cellulaire à l'institut de cancérologie à BIDMC

Le pancréas est un organe de hormone-sécrétion se composant des conduits et de la cellule acinaire, structures. Les chercheurs soupçonnent que le genre le plus courant de cancer pancréatique (adénocarcinome canalaire pancréatique, ou de PDAC) surgisse dans les cellules rayant les structures acinaires et canalaires. Cependant, jusqu'ici, les scientifiques n'ont pas pu avec succès élever et mettre à jour les structures acinaires humaines dans le laboratoire contestant leur capacité d'évaluer l'hypothèse dans un modèle.

Pour contraindre les cellules souche en bas du circuit à aller bien aux cellules canalaires et acinaires, Ling Huang, instructeur ou médicament à BIDMC dans le laboratoire de Muthuswamy a collaboré avec le laboratoire de Doug Melton à l'Université de Harvard et a méthodiquement vérifié des combinaisons variées des medias de croissance des cellules utilisés pour différentes durées. Le point culminant des années plus de cinq du travail, présentées dans l'étude représente la première fois que les chercheurs ont avec succès produit des cellules acinaires humaines dans la culture et les ont mises à jour assez longtemps pour pouvoir les employer dans les expériences.

« Il est comme une recette à cuire -- une recette complexe, sans le précédent, » a dit Muthuswamy, qui est également médicament de professeur agrégé, Faculté de Médecine de Harvard. « Seulement quand vous employez tous les ingrédients droits dans les bonnes proportions et les faites dans la séquence correcte vous obtenez les cellules devenant les cellules acinaires. »

Ensuite, Huang et Ridhdhi Desai, un chargé de recherches à BIDMC, ont employé les deux lignées indépendantes des organoids canalaires et acinaires, conçues pour inclure des mutations géniques connues pour être associé au cancer pancréatique. Quand les organoids plus tard ont été implantés dans des souris, les différentes lignées se sont comportées des voies distinctes et prévisibles. Par exemple, une mutation a fait développer sept sur 10 des souris transplantées avec les organoids comme acinaire les changements cellulaires analogues au cancer pancréatique tôt des êtres humains.

La « compréhension des mécanismes qui règlent ces événements fournira des analyses importantes dans les événements réglant l'amorçage du cancer pancréatique, » a dit Muthuswamy, qui a chargé que direct employez de cette technologie organoid acinaire pour les patients qui ont le cancer aujourd'hui peuvent être limités. « L'idée est de voir si nous pouvons recenser des biomarqueurs pour bénéficier de futurs patients -- comprendre en examinant ceux au haut risque pour le cancer pancréatique, ainsi nous peut le recueillir avant qu'il soit trop tard. »

Source:
Journal reference:

Huang, L., et al. (2021) Commitment and oncogene-induced plasticity of human stem cell-derived pancreatic acinar and ductal organoids. Cell: Stem Cell. doi.org/10.1016/j.stem.2021.03.022.