Izraelskim naukowcom udało się wyhodować w laboratorium organoidy mysich jąder. Te modele, mimo że mysie, mogą zwiększyć wiedzę na temat rozwoju i funkcji jąder oraz dać wskazówki, które pomogą w leczeniu niepłodności.
Organoidy to miniaturowe wersje różnych narządów hodowane w laboratorium z komórek macierzystych. Zachowują one kluczowe cechy anatomiczne pełnowymiarowych organów. Spełniają rolę trójwymiarowych modeli i są niezwykle pomocne w badaniach, w których użycie żywych organów - mózgów czy nerek - jest niemożliwe lub nieetyczne.
Powstałe w laboratorium organoidy są wykorzystywane do testowania reakcji na leki lub do obserwacji rozwoju w niesprzyjających warunkach. Badania na organoidach dają naukowcom szansę dogłębnego poznania narządów i zrozumienia przyczyn wielu chorób.
W nowych pracach naukowcy z Uniwersytetu Bar-Ilana w Izraelu wyhodowali w swoich laboratoriach organoidy mysich jąder. Takie miniaturowe jądra mogą przyczynić się do postępu w badaniach nad płodnością i zaburzeniami rozwoju seksualnego.
Opis oraz rezultaty badań ukazały się na łamach pisma „International Journal of Biological Sciences” (DOI: 10.7150/ijbs.89480).
Jądro jest odpowiedzialne za produkcję plemników i hormonów płciowych, takich jak testosteron. Nieprawidłowości w rozwoju i funkcjonowaniu jąder mogą prowadzić do zaburzeń rozwoju płci czy niepłodności. Wyhodowane w laboratorium jądra, mimo że mysie, mogą znacząco pomóc w zrozumieniu mechanizmów związanych z determinacją płci czy dostarczyć wskazówki do rozwiązania problemu niepłodności, która dotyka jednego na 12 mężczyzn.
Kierujący badaniami doktor Nitzan Gonen wraz z zespołem stworzył organoidy jąder z komórek jąder pobranych od nowo narodzonych myszy. Próba wyhodowania organoidów z komórek dorosłych myszy zakończyła się niepowodzeniem. Organoidy hodowano in vitro przez dziewięć tygodni. Po tym czasie badacze zidentyfikowali w nich kanaliki nasienne. Komórki organoidów były też zorganizowane bardzo podobnie do naturalnych jąder.
Dziewięć tygodni rozwoju, jak wskazują uczeni, to wystarczający czas, by organoidy mogły wytwarzać nasienie oraz hormony. U myszy dojrzewanie do tego momentu zajmuje około 34 dni, zatem badacze sądzą, że stosunkowo długa żywotność organoidów może pozwolić na zajście tych procesów i u nich.
Obecnie nie wiadomo, czy istniejący model faktycznie będzie wytwarzał plemniki, ale zespół zauważył już oznaki początku mejozy, procesu, w którym powstają gamety, czyli komórki rozrodcze, plemniki lub komórki jajowe, w tym przypadku to pierwsze.
Autorzy badania zwrócili też uwagę na rozwój komórek Sertolego, które wspomagają procesy spermatogenezy i odgrywają kluczową rolę w produkcji plemników. Odkryli, że po dziewięciu tygodniach rozwoju komórek, bardzo przypominały one te obserwowane u żywych myszy na odpowiednich etapach rozwoju.
Organoidy zwykle przypominają narządy w fazie embrionalnej. W tym przypadku badacze stworzyli warunki, które umożliwiły im rozwój do bardziej dojrzałego stanu i wykazali, że jądra wyhodowane z komórek embrionalnych mogą się rozwinąć.
- Organoidy te są obiecującym modelem dla badań podstawowych nad rozwojem i funkcją jąder, co można przełożyć na zastosowania terapeutyczne w leczeniu zaburzeń rozwoju seksualnego i niepłodności – wyjaśnia dr Gonen.
W przyszłości zespół planuje wyhodować organoidy jąder z ludzkich komórek.
Źródło: Bar-Ilan University, IFLScience, fot. Cheli Lev
