Colangioids pro definování genetických faktorů zapojených do atypické primární sklerotizující cholangitidy (CILIA)

Primární sklerotizující cholangitida (PSC) je vzácné, progresivní a často fatální onemocnění intrahepatického nebo extrahepatického žlučovodů s odhadovanou prevalencí v západních zemích 1/10 000. Biliární onemocnění v PSC je reprezentováno cholestazou, chronický zánět žlučovodů, malými zkumavkami, kterými žluč prochází, progresivní soustředná fibróza kolem žlučovodů2. To má za následek obstrukci k průchodu žluči, což může vést k rozvoji cirhózy s komplikacemi souvisejícími s portální hypertenzí, cholangitidou a často postupováním k rakovině žlučovodů (cholangiokarcinom). Jedinou léčebnou terapií u pacientů s PSC je transplantace jater, protože nebylo prokázáno, že žádný lék není účinný při prevenci progrese onemocnění. Etiologie je s největší pravděpodobností multifaktoriální imunitně zprostředkována, kde je nástup PSC vyvolán faktory prostředí v geneticky citlivé asociační studii s asociací (GWAS), ale tyto vysvětlují pouze malé části psc. Ve většině případů se PSC vyskytuje u mužů ve svých 30 a 40 letech, kteří mají zánětlivé onemocnění střev (IBD), což naznačuje klíčovou roli změněné střevní propustnosti a zánětu. Přibližně 30% pacientů však nevyskytuje zánět tlustého střeva, což je v souladu s heterogenitou onemocnění. Předběžné údaje získané v naší laboratoři analýze kohorty italských jedinců s atypickými PSC (APSC) identifikovaly sugestivní obohacení vzácných variant v genů zapojených do morfogeneze cilia (CEP120 a AHI1). Tato data jsou v souladu s předchozími zjištěními, které ukazují korelaci mezi varianty genu zapojených do ciliopatií, včetně genu DCDC26, a chronická cholestatická poruchy, které mohou napodobovat PSC. Primární cilia jsou organely přítomné na vnější membráně duktálních buněk, nazývaných cholangiocyty. Tyto organely fungují jako antény, které detekují podněty z žluči a přenášejí informace do buněk regulací různých signálních drah zapojených do sekrece, proliferace a apoptózy. Proto změna primární cilia hraje důležitou roli při de-diferenciaci cholangiocytů, a tedy ve vývoji cholangiopatií, při invazi zánětlivých buněk a ve fibrotickém procesu. K dnešnímu dni je však málo známo o příspěvku genetických variant k závažnosti a progresi PSC, možná také kvůli nedostatku spolehlivého modelu žlučovodů. Nedávno byly trojrozměrné buněčné kultury, nazývané organoidy, navrženy jako revoluční nástroj v oblasti buněčné biologie, protože jsou schopny napodobit odpovídající orgán in vivo.organoidy lze odvodit z buď indukovaných pluripotentních kmenových buněk (IPSC) nebo tkáňových re-rezidentních dospělých kmenových buňkách. Ve srovnání s konvenčními 2D kulturami a zvířecími modely umožňují organoidy reprodukovat genetické pozadí pacienta v modelu, rekapitulovat struktury in vitro a funkce podobné tkáním in vivo. Z tohoto důvodu byly organoidy využívány v různých aplikacích, včetně objevování a testování léčiv, přesné medicíny a buněčné terapie 9311. Organoidy však stále vykazují několik omezení pro modelování onemocnění jater. Ve skutečnosti jsou schopni rekapitulovat pouze jaterní epiteliální složku, cholangiocyty a/nebo hepatocyty a především jim chybí 3D jaterní mikroprostředí, jako jsou stromální a imunitní buňky, které hrají důležitou roli v patogenezi několika onemocnění jater. Tato studie je součástí projektu financovaného Regionální nadací pro biomedicínský výzkum (FRRB), jehož obecným cílem je generovat trojrozměrné modely primární sklerotizující cholangitidy (PSC), nazývané sestavy, a studovat buněčné a molekulární mechanismy, pomocí kterých genetické varianty spojené s ciliopatiemi accelerují PSC. Naše hypotéza je, že ztráta funkce cilií v cholangiocytech může představovat souvislost mezi buněčnou stárnutím, vývojem zánětu, fibrózou a nakonec rakovinou jater. Varianty související s ciliopatiemi by mohly vést k neúplnému zrání cholangiocytů s následnou poruchou, která může vést k chronickému zánětu duktálních buněk, a proto k přetrvávající a nekontrolované aktivaci stromálních buněk a infiltraci imunitních buněk. Dále, generování sestavovýchloidů schopných co nejvěrněji reprodukovat nativní tkáň poskytne nový model in vitro pro testování nových farmakologických přístupů zaměřených na opravu genetických mutací pro zlepšenou přesnou medicínu.