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I ricercatori sviluppano i primi modelli organoid 3D del pancreas dalle cellule staminali umane

Questo anno, più di 60.000 adulti negli Stati Uniti saranno diagnosticati con cancro del pancreas e, statisticamente, soltanto 10 per cento sopravvivranno a cinque anni dopo la diagnosi, secondo l'associazione del cancro americana. Poiché il cancro del pancreas è nascosto in profondità all'interno dell'organismo e spesso senza sintomi, è diagnosticato frequentemente dopo che la malattia ha progredito troppo lontano per intervento chirurgico e/o si è sparsa in tutto l'organismo. La ricerca indica che l'individuazione tempestiva dei tumori pancreatici potrebbe quadruplicare i tassi di sopravvivenza; tuttavia, nessuna prova convalidata ed affidabile per individuazione tempestiva di cancro del pancreas corrente esiste.

Ora, i ricercatori all'istituto di ricerca sul cancro al centro medico di Beth Israele Deaconess (BIDMC) hanno creato con successo i primi (3D) modelli organoid tridimensionali del pancreas dalle cellule staminali umane. A differenza delle piattaforme precedenti per lo studio su cancro del pancreas, questo modello organoid primo de suo gentile comprende sia le strutture acinose che duttali che svolgono un ruolo critico nella maggior parte dei cancri del pancreas. La nuova piattaforma di ricerca -- quale non si pensa che guidi la cura paziente attualmente -- farà il nuovo indicatore luminoso sulle origini e sullo sviluppo di cancro del pancreas come pure rivelano i mezzi potenziali per la scoperta degli indicatori della diagnosi precoce ed il video della malattia. La relazione del gruppo compare in cellula staminale delle cellule.

Abbiamo pensato, se avessimo un modo usare le celle pancreatiche umane per trasmettere il cancro dell'ingegnere, noi potremmo cominciare a capire i punti più iniziali nello sviluppo di questa malattia. Questo modello ha potuto anche servire da piattaforma potenzialmente scoprire i biomarcatori -- cambiamenti misurabili collegati alla malattia -- che speriamo di utilizzare nella clinica per riflettere lo sviluppo del cancro.„

Senthil Muthuswamy, PhD, autore corrispondente, Direttore di biologia cellulare all'istituto di ricerca sul cancro a BIDMC

Il pancreas è un organo disecrezione che consiste delle condotte e della cella acinosa, strutture. I ricercatori sospettano che il genere più comune di cancro del pancreas (adenocarcinoma duttale pancreatico, o di PDAC) sorge nelle celle che allineano le strutture acinose e duttali. Tuttavia, finora, gli scienziati non hanno potuti coltivare e mantenere con successo le strutture acinose umane in laboratorio che sfida la loro capacità di verificare l'ipotesi in un modello.

Per costringere le cellule staminali giù il percorso a stare bene alle celle duttali ed acinose, Ling Huang, istruttore o medicina a BIDMC nel laboratorio di Muthuswamy ha collaborato con il laboratorio di Doug Melton alla Harvard University e metodicamente ha verificato le varie combinazioni di media della crescita delle cellule usati per le durate differenti. Il punto degli anni cinque più di lavoro, presentati nello studio rappresenta la prima volta i ricercatori hanno generato con successo le celle acinose umane nella cultura e le hanno mantenute abbastanza lungamente per potere utilizzarle negli esperimenti.

“È come una ricetta di cottura -- una ricetta complessa, senza il precedente,„ ha detto Muthuswamy, che è egualmente medicina di professore associato, facoltà di medicina di Harvard. “Soltanto quando utilizzate tutti gli ingredienti giusti nelle giuste proporzioni e le fate nella sequenza corretta ottenete le celle che diventano le celle acinose.„

Dopo, Huang e Ridhdhi Desai, un ricercatore a BIDMC, hanno usato i due stirpi separati dei organoids duttali ed acinosi, costruiti per comprendere le mutazioni genetiche conosciute per essere associato con cancro del pancreas. Quando i organoids più successivamente sono stati impiantati nei mouse, gli stirpi differenti si sono comportati nei modi distinti e prevedibili. Per esempio, una mutazione ha causato sette su 10 dei mouse trapiantati con i organoids del tipo di acinosa per sviluppare i cambiamenti cellulari analoghi a cancro del pancreas in anticipo in esseri umani.

“Capire i meccanismi che regolamentano questi eventi fornirà le comprensioni importanti negli eventi che regolamentano l'inizio di cancro del pancreas,„ ha detto Muthuswamy, che ha sollecitato che diretto usi di questa tecnologia organoid acinosa per i pazienti che hanno cancro oggi possono essere limitati. “L'idea è di vedere se possiamo identificare i biomarcatori per avvantaggiare i pazienti futuri -- includendo schermando quelli ad ad alto rischio per cancro del pancreas, in modo da noi può catturarla prima che sia troppo tardi.„

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.