Colangioids w celu zdefiniowania czynników genetycznych zaangażowanych w atypowe pierwotne zapalenie dróg żółciowych (CILIA)

Pierwotne stwardnie zapalenia dróg żółciowych (PSC) jest rzadką, postępującą i często śmiertelną chorobą wewnątrzwątrobowych lub pozaziemskich przewodów żółciowych, z szacunkowym rozpowszechnieniem w krajach zachodnich 1/10 000. Choroba żółciowa w PSC jest reprezentowana przez cholestazę, przewlekłe zapalenie przewodów żółciowych, małe rurki, przez które przechodzi żółć, postępujące koncentryczne zwłóknienie wokół przewodów żółciowych2. Powoduje to niedrożność przejścia żółci, co może prowadzić do rozwoju marskości wątroby z powikłaniami związanymi z nadciśnieniem portalowym, zapaleniem dróg żółciowych i często przebiega do raka przewodu żółciowego (cholangiokarcinoma). Jedyną leczeniem leczniczym u pacjentów z PSC jest przeszczep wątroby, ponieważ nie wykazano, że żaden lek nie jest skuteczny w zapobieganiu postępowi choroby. Etiologia jest najprawdopodobniej wieloczynnikową pośredniczoną odpornością, w której początek PSC jest wyzwalany przez czynniki środowiskowe w genetycznie wrażliwych badaniach asocjacyjnych w całym genomie (GWAS) zidentyfikowano zmiany w ludzkim antygenu leukocytów (HLA) na chromosomie 6 i kilku innych loci, ale wyjaśniają one tylko niewielką część Heritalizacji. W większości przypadków PSC występuje u mężczyzn w wieku 30 i 40 lat, którzy mają zapalną chorobę jelit (IBD), co sugeruje kluczową rolę zmiany przepuszczalności i stanu zapalnego jelit. Jednak około 30% pacjentów nie przedstawia stanu zapalnego okrężnicy, co jest zgodne z heterogenicznością choroby. Wstępne dane uzyskane w naszym laboratorium analizując kohortę włoskich osób z atypowym PSC (APSC), zidentyfikowały sugestywne wzbogacenie rzadkich wariantów w genach zaangażowanych w morfogenezę rzęsk (CEP120 i AHI1). Dane te są zgodne z wcześniejszymi ustaleniami, pokazując korelację między wariantami genów zaangażowanymi w ciliopatie, w tym genem DCDC26 i przewlekłymi zaburzeniami cholestatycznymi, które mogą naśladować PSC. Pierwotne rzęski są organelli obecnymi na błonie zewnętrznej komórek przewodowych, zwanych cholangiocytami. Organelle te działają jako anteny, które wykrywają bodźce z żółci i przekazują informacje do komórek poprzez regulację różnych szlaków sygnałowych zaangażowanych w wydzielanie, proliferację i apoptozę. Dlatego zmiana pierwotnej rzęsek odgrywa ważną rolę w odróżnicowaniu cholangiocytów, a tym samym w rozwoju cholangiopatii, w inwazji komórek zapalnych i procesie zwłóknieniowym. Jednak do tej pory niewiele wiadomo na temat udziału wariantów genetycznych w nasilenie i postęp PSC, być może również z powodu braku wiarygodnego modelu przewodu żółciowego. Ostatnio trójwymiarowe kultury komórkowe, zwane organoidami, zostały zaproponowane jako rewolucyjne narzędzie w dziedzinie biologii komórkowej, ponieważ są one w stanie naśladować odpowiedni narząd in vivo.organoidy z albo indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (IPSC) lub odpornych na tkankę dorosłych komórek macierzystych. W porównaniu z konwencjonalnymi kulturami 2D i modelami zwierzęcych, organoidy pozwalają odtworzyć tło genetyczne pacjenta w modelu, podsumowując struktury i funkcje in vitro podobne do tkanek in vivo. Z tego powodu organoidy zostały wykorzystane w różnych zastosowaniach, w tym w odkrywaniu i testowaniu leków, medycynie precyzyjnej i terapii komórkowej 9311. Jednak organy nadal wykazują kilka ograniczeń modelu chorób wątroby. Rzeczywiście, są w stanie podsumować tylko komponent nabłonka wątroby, cholangiocyty i/lub hepatocyty, a przede wszystkim brakuje im mikrośrodowiska wątrobowego 3D, takich jak komórki zrębowe i odpornościowe, które odgrywają ważną rolę w patogenezie kilku chorób wątroby. Niniejsze badanie jest częścią projektu finansowanego przez Regionalne Fundację Badań Biomedycznych (FRRB), którego ogólnym celem jest wygenerowanie trójwymiarowych modeli pierwotnego stwardnienia zapalenia żółciowego (PSC), zwanych asembiloidami, oraz badanie mechanizmów komórkowych i molekularnych, przez które warianty genetyczne związane z generom zaangażowanymi w geny z Ciliopathy akwalują postępowanie PSC. Nasza hipoteza jest taka, że ​​utrata funkcji rzęsek w cholangiocytach może stanowić związek między starzeniem się komórkowym, rozwojem stanu zapalnego, zwłóknienia i wreszcie raka wątroby. Warianty związane z ciliopatią mogą prowadzić do niepełnego dojrzewania cholangiocytów z konsekwencją awarii, które mogą prowadzić do przewlekłego zapalenia komórek przewodowych, a zatem do trwałej i niekontrolowanej aktywacji komórek zrębu i infiltracji komórek immunologicznych. Ponadto generowanie zestawów zespołów zdolnych do odtwarzania natywnej tkanki tak wiernie zapewni nowy model in vitro do testowania nowych podejść farmakologicznych mających na celu korekcję mutacji genetycznych w celu poprawy medycyny precyzyjnej.