Miniatúrne modely sliznice maternice poskytujú pohľad na tajomstvo toho, ako dochádza k jej odlupovaniu bez vzniku jaziev.
Výstelka maternice sa počas menštruačného cyklu pravidelne obnovuje. Zdroj: iStock/Jacob Wackerhausen
Vedci vyvinuli organoidy, ktoré sa dokážu regenerovať podobne ako endometrium, čo je výstelka maternice, ktorá sa počas menštruačného cyklu odlupuje a opäť obnovuje. Tím odborníkov využil tieto miniatúrne štruktúry na simuláciu zriedkavo pozorovaných regeneračných procesov. To by mohlo prispieť k efektívnejšej obnove tkanív a hojenia rán.
Endometrium je tkanivo, ktoré poskytuje oplodnenému vajíčku živiny a prostredie na vývoj plodu. Ak nedôjde k oplodneniu vajíčka, výstelka sa odlúči a počas menštruácie opustí telo.
Podľa spoluautorky štúdie publikovanej v časopise Cell molekulárnej biologičky Konstantiny Nikolakopoulouovej, ktorá tento výskum realizovala počas pôsobenia v Inštitúte Friedricha Mieschera pre biomedicínsky výskum v Bazileji vo Švajčiarsku, bolo doteraz náročné napodobniť tento proces v laboratóriu a výskum na ľuďoch by bol zas príliš invazívny. Poznatky o regenerácii endometria nielenže pomôžu vedcom lepšie pochopiť gynekologické ochorenia, ako je endometrióza, ale môžu byť relevantné aj pre výskum regenerácie iných tkanív.
Obnovia poškodené bunky a vytvoria nové
Súčasné modely organoidov sú vytvorené na základe starších modelov, ktoré vytvoril bývalý školiteľ biologičky Konstantiny Nikolakopoulouovej v roku 2017. Pri týchto modeloch vedci odobrali vzorku endometria od človeka, oddelili jednotlivé typy buniek a zmiešali iba epitelové bunky – tkanivové bunky endometria – so želatínovou membránou. To umožnilo bunkám samoorganizovať sa do sférickej dutej štruktúry, ktorá fungovala ako endometrium.
Tím vedcov sa na tomto modeli endometria pokúsil napodobniť menštruačný cyklus. Odborníci najskôr ošetrili organoidy estrogénom a progesterónom, hormónmi, ktoré signalizujú prechod medzi menštruačnými fázami. Následne tím hormóny stiahol, čo sa v tejto fáze cyklu deje prirodzene činnosťou vaječníkov.
Pokles hladiny progesterónu spôsobuje odlupovanie endometria, teda menštruáciu. Typ buniek, ktorý toto odlupovanie spúšťa, sa v organoide nenachádzal, čo znamenalo, že tím musel tkanivo mechanicky rozbiť pipetou, aby simuloval degeneráciu. Následne vedci sledovali, ako sa tkanivo regenerovalo, presne tak ako v ľudskom endometriu.
Podľa biologičky sú organoidy jednoduché a obsahujú len epitelové bunky, nie celé mikroprostredie rôznych typov buniek, ako sú imunitné, stromálne a endotelové bunky, a zložky ako kyslík a krv. Stromálne bunky majú schopnosť sebaobnovy a v ľudskom tele plnia najmä podpornú funkciu. Dokážu obnoviť poškodené bunky a vytvoriť nové bunky rôznych typov tkanív v tele človeka.
Pozrite si
Predchádzajúci výskum na primátoch naznačil, že za obnovu endometria sú zodpovedné kmeňové bunky z hlbokých tkanív. Keď však vedci analyzovali tkanivo, ktoré organoidy uvoľnili, zistili, že sa na tomto procese podieľajú aj luminálne bunky, ďalší typ epitelových buniek. Tieto bunky, nachádzajúce sa na povrchu endometria, pomáhajú embryám implantovať sa do endometria pred otehotnením.
Tím tiež zistil, že luminálne bunky exprimovali špecifický gén WNT7A, o ktorom je známe, že podporuje regeneráciu tkaniva primátov. Výskumníci naklonovali organoidy, v ktorých tento gén odstránili. Zistili, že naklonované organoidy rástli pomenej a mali menší potenciál prežiť než pôvodné organoidy.
Keď preskúmali niektoré z mála vzoriek endometria, ktoré majú k dispozícii od ľudí, našli v ňom prítomnosť luminálnych buniek a expresiu génu WNT7A ešte pred tým, ako sa endometrium obnovilo, čo potvrdzuje ich úlohu v regenerácii. Pokročilejšie modely organoidov s väčšou diverzitou buniek by mohli napodobňovať proces rozpadu tkaniva presnejšie než mechanická metóda, ktorú vykonal tím vedcov.
Zdroje: Unilabs, Nature, Adriana Danihelová – Mezenchymální stromální buňky v kultivaci kmenových buněk (bakalárska práca)
(RR)
