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Los investigadores desarrollan los primeros modelos organoides 3D del páncreas de las células madres humanas

Este año, diagnosticarán a más de 60.000 adultos en los Estados Unidos con el cáncer pancreático y, estadístico, el únicamente 10 por ciento sobrevivirá cinco años después de la diagnosis, según la Sociedad del Cáncer americana. Porque el cáncer pancreático se oculta profundamente dentro de la carrocería y a menudo sin síntoma, se diagnostica con frecuencia después de que la enfermedad haya progresado demasiado lejos para la intervención quirúrgica y/o se haya extendido en la carrocería. La investigación indica que la detección anterior de tumores pancreáticos podría cuadruplicar tasas de supervivencia; sin embargo, ningunas pruebas validadas y seguras para la detección temprana del cáncer pancreático existen actualmente.

Ahora, los investigadores en el instituto de investigación de cáncer en el centro médico de la diaconisa de Beth Israel (BIDMC) han creado con éxito los primeros (3D) modelos organoides tridimensionales del páncreas de las células madres humanas. A diferencia de las plataformas anteriores para el estudio del cáncer pancreático, este modelo organoide primero-de-su-bueno incluye las estructuras acinar y ductales que desempeñan un papel crítico en la mayoría de cánceres pancreáticos. La nueva plataforma de la investigación -- no se prevee que cuál conduzca atención a los pacientes en este tiempo -- verterá la nueva luz en los orígenes y el revelado del cáncer pancreático, así como revelan los medios potenciales para descubrir marcadores del diagnóstico precoz y vigilar la enfermedad. El parte de las personas aparece en célula madre de la célula.

Pensamos, si teníamos una manera de utilizar las células pancreáticas humanas para remitir el cáncer del ingeniero, nosotros podríamos comenzar a entender los pasos más tempranos del revelado de esta enfermedad. Este modelo podía también servir como plataforma potencialmente descubrir biomarkers -- cambios mensurables conectados a la enfermedad -- que esperamos utilizar en la clínica para vigilar el revelado del cáncer.”

Senthil Muthuswamy, doctorado, autor correspondiente, director de la biología celular en el instituto de investigación de cáncer en BIDMC

El páncreas es un órgano de hormona-secreción que consiste en las tuberías y la célula acinar, estructuras. Los investigadores sospechan que la clase más común de cáncer pancreático (adenocarcinoma ductal pancreática, o de PDAC) se presenta en las células que forran las estructuras acinar y ductales. Sin embargo, hasta ahora, los científicos no han podido crecer y mantener con éxito las estructuras acinar humanas en el laboratorio que desafiaba su capacidad de probar la hipótesis en un modelo.

Para forzar a las células madres abajo del camino a hacer células ductales y acinar, Ling Huang, instructor o remedio en BIDMC en el laboratorio de Muthuswamy colaboró con el laboratorio de Doug Melton en la Universidad de Harvard y probó metódicamente diversas combinaciones de los ambientes del incremento de la célula usados para diversos largos del tiempo. La culminación cinco-más de los años de trabajo, presentados en el estudio representa la primera vez que los investigadores generaron con éxito las células acinar humanas en cultura y las mantuvieron de largo bastante para poder utilizarlas en experimentos.

“Es como una receta de cocinar -- una receta compleja, sin precedente,” dijo a Muthuswamy, que es también remedio del profesor adjunto, Facultad de Medicina de Harvard. “Solamente cuando usted utiliza todos los ingredientes derechos en las proporciones correctas y las hace en la serie correcta usted consigue las células que hacen las células acinar.”

Después, Huang y Ridhdhi Desai, profesor investigador en BIDMC, utilizaron los dos linajes separados de organoids ductales y acinar, dirigidos para incluir las mutaciones de gen sabidas para ser asociado al cáncer pancreático. Cuando los organoids fueron implantados más adelante en ratones, los diversos linajes se comportaron de maneras distintas, fiables. Por ejemplo, una mutación causó siete de 10 de los ratones trasplantados con acinar-como los organoids para desarrollar los cambios celulares análogos al cáncer pancreático temprano en seres humanos.

La “comprensión de los mecanismos que regulan estas acciones ofrecerá discernimientos importantes en las acciones que regulan el lanzamiento del cáncer pancreático,” dijo a Muthuswamy, que esfuerzo que directo utilice de esta tecnología organoide acinar para los pacientes que tienen cáncer hoy pueden ser limitados. “La idea es considerar si podemos determinar biomarkers para beneficiar a los pacientes futuros -- el incluir revisando ésos en de alto riesgo para el cáncer pancreático, así que nosotros puede cogerlo antes de que sea demasiado atrasado.”

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.