Ερευνητές από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Ιντιάνα επέτυχαν για πρώτη φορά να δημιουργήσουν ιστό του έσω ωτός από ανθρώπινα βλαστοκύτταρα, ένα επίτευγμα που ελπίζεται να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για την κώφωση αλλά και για τις διαταραχές της ισορροπίας.
«Το έσω ους είναι ένα από τα λίγα όργανα στα οποία δεν διενεργείται βιοψία και εξαιτίας αυτού του γεγονότος υπάρχουν ελάχιστοι ιστοί του για ερευνητικούς σκοπούς» ανέφερε η Ερι Χασίνο, καθηγήτρια Ωτολαρυγγολογίας στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Ιντιάνα και προσέθεσε: «Οι ανθρώπινοι ιστοί του έσω ωτός που δημιουργούνται στο εργαστήριο προσφέρουν ανεπανάληπτες ευκαιρίες για την ανάπτυξη και τη δοκιμή νέων θεραπειών ενάντια σε πολλές και διαφορετικές διαταραχές της ακοής αλλά και της ισορροπίας».
Η τρισδιάστατη καλλιέργεια κυττάρων
Η νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε online την 1η Μαΐου στην επιθεώρηση «Nature Biotechnology» βασίζεται σε προηγούμενες έρευνες της ίδιας ομάδας στην οποία επικεφαλής ήταν εκτός από τη δρα Χασίνο ο επίκουρος καθηγητής Ωτολαρυγγολογίας και Χειρουργικής Κεφαλής και Τραχήλου Καρλ Κέλερ ενώ συνεργάστηκε και ο Τζέφρι Χολτ, καθηγητής Ωτολαρυγγολογίας στην Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ και το Νοσοκομείο Παίδων της Βοστώνης. Οι ερευνητές εργάστηκαν επάνω σε μια τεχνική που ονομάζεται τρισδιάστατη καλλιέργεια κυττάρων στο πλαίσιο της οποίας τα βλαστοκύτταρα τοποθετούνται σε μια κατασκευή που μοιάζει με μπάλα που επιπλέει προκειμένου να πολλαπλασιαστούν σε αντίθεση με την «παραδοσιακή» μέθοδο η οποία αφορά καλλιέργεια των κυττάρων σε στρώματα επάνω σε ένα τρυβλίο Πέτρι. Η τρισδιάστατη δομή επιτρέπει πιο πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των κυττάρων και δημιουργεί ένα περιβάλλον που προσομοιάζει σε εκείνο που υπάρχει εντός του ανθρώπινου σώματος κατά την ανάπτυξή του, σημείωσε ο δρ Κέλερ.
Με αυτόν τον τρόπο καλλιέργειας των βλαστικών κυττάρων ο οποίος περιλαμβάνει επίσης «επεξεργασία» τους με συγκεκριμένα μόρια σήμανσης, οι επιστήμονες κατάφεραν να καθοδηγήσουν τα ανθρώπινα βλαστοκύτταρα στο να μετατραπούν σε κύτταρα του έσω ωτός. Συγκεκριμένα δημιουργήθηκαν στο εργαστήριο τρισδιάστατες δομές που περιείχαν αισθητηριακά κύτταρα καθώς και υποστηρικτικά κύτταρα που εντοπίζονται στο έσω ους.
Βλαστοκυτταρική «συνταγή» δημιουργίας του έσω ωτός
«Ουσιαστικά πρόκειται για μια συνταγή ώστε να φτιάχνουμε ανθρώπινο έσω ους από βλαστοκύτταρα» είπε ο δρ Κέλερ και συμπλήρωσε ότι η ομάδα του ασχολήθηκε με την τελειοποίηση αυτής της συνταγής επί περίπου ένα έτος. «Μείναμε άναυδοι όταν τελικώς ανακαλύψαμε ότι μπορούμε να δημιουργήσουμε πλήθος ‘οργανοειδών’ του έσω ωτός μέσα σε κάθε στρογγυλή τρισδιάστατη δομή η οποία είχε το μέγεθος μπιζελιού».
Οι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα χρησιμοποίησαν το μοριακό «ψαλίδι» CRISPR ώστε να δημιουργήσουν βλαστικά κύτταρα τα οποία παρήγαγαν φθορίζοντα αισθητηριακά κύτταρα του έσω ωτός. Η ανάλυση αυτών των κυττάρων έδειξε ότι έφεραν τα ίδια λειτουργικά χαρακτηριστικά με τα κύτταρα που υπάρχουν στο ανθρώπινο αφτί. «Εντοπίσαμε επίσης στις τρισδιάστατες δομές νευρώνες όπως εκείνοι που μεταδίδουν σήματα από το αφτί στον εγκέφαλο επικοινωνώντας με τα αισθητηριακά κύτταρα» ανέφερε ο δρ Κέλερ και προσέθεσε: «Αυτό είναι άκρως σημαντικό καθώς και οι δύο αυτοί κυτταρικοί τύποι είναι ζωτικής σημασίας για την ακοή αλλά και για την ισορροπία του ανθρώπου».
Προς δοκιμές φαρμάκων στους ιστούς εργαστηρίου
Σύμφωνα με τη δρα Χασίνο τα νέα ευρήματα «ανατρέπουν τους κανόνες καθώς μέχρι σήμερα τα πειραματικά φάρμακα και οι θεραπείες δοκιμάζονταν μόνο σε ζωικά κύτταρα τα οποία συχνά συμπεριφέρονται διαφορετικά από τα ανθρώπινα». Η ερευνητική ομάδα μελετά αυτή τη στιγμή στους ιστούς του έσω ωτός που δημιούργησε στο εργαστήριο πώς γονίδια τα οποία είναι γνωστό ότι προκαλούν κώφωση παρεμβαίνουν στη φυσιολογική ανάπτυξη του έσω ωτός. Σχεδιάζουν μάλιστα να ξεκινήσουν τις πρώτες δοκιμές φαρμάκων σε τέτοιους ιστούς εργαστηρίου. «Ελπίζουμε να ανακαλύψουμε νέα φάρμακα ικανά να αναγεννούν τα τριχωτά κύτταρα του αφτιού σε άτομα με σοβαρά προβλήματα ακοής» κατέληξε η δρ Χασίνο.
