به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، بیماری‌های پانکراس مانند دیابت یا سرطان پانکراس معمولاً شدید هستند و تأثیر زیادی بر بیماران دارند. متأسفانه امروزه هیچ درمان خاص یا مؤثری برای سرطان پانکراس وجود ندارد، بنابراین میزان بقای بیماران بسیار پایین است. در مورد دیابت، به نظر می‌رسد توسعه درمان‌های جایگزین سلولی جدید برای سلول‌های تولید کننده انسولین، درمان آینده بیماران وابسته به انسولین باشد. علی‌رغم سال‌ها تحقیق، در مورد پیچیدگی و تنوع زیاد سلول‌های تشکیل‌دهنده پانکراس، به‌ویژه سلول‌های مجرای پانکراس، که ممکن است باعث ایجاد سرطان پانکراس شوند، اطلاعات بسیار کمی وجود دارد. این امر دستیابی به درمان‌های موثر با هدف بیماری‌های اندام را دشوار می‌کند. با این حال، اگر همه این سلول‌ها، ویژگی‌های آنها و نحوه ارتباط آنها با یکدیگر به خوبی شناخته شده بود، می‌توانستیم پیشرفت این بیماری‌ها را بهتر درک کنیم و درمان‌های خاصی را برای بهبود زندگی بیماران، به‌ویژه در افرادی که از سرطان پانکراس رنج می‌برند، طراحی کنیم. در همین راستا در مطالعه‌ای که توسط محققان موسسه تحقیقات بیومدیکال بلویت (IDIBELL) و دانشگاه بارسلونا (UB) انجام شد، سلول‌های سازنده پانکراس و مجاری آن را با جزئیات بسیار بالا - سلول به سلول - توصیف شدند.

مجاری پانکراس

مجاری پانکراس شبکه پیچیده ای از لوله‌ها را تشکیل می‌دهند. اولین سلول‌های اپیتلیوم مجاری که با آسین تماس می‌گیرند، سلول‌های سانترواسینار (CACs) هستند که در نوک مجاری انتهایی/بین‌المللی قرار دارند که بعداً به هم می‌پیوندند و مجاری داخل لوبولی بزرگ‌تری را تشکیل می‌دهند که به مجاری بین لوبولی تبدیل می‌شوند تا ترشحات آسینار را به مجرای اصلی تخلیه کنند. مجرای اصلی با مجرای صفراوی مشترک ادغام می‌شود و از طریق مجرای Wirsung به دوازدهه باز می‌شود. سلول‌های مجرای مایع مخاطی قلیایی غنی از بی کربنات ترشح می‌کنند تا کیم اسیدی معده را خنثی کنند. علاوه بر این، سلول‌های مجرای نقش کلیدی در ایجاد آسیب‌شناسی برون‌ریز پانکراس، مانند فیبروز کیستیک، پانکراتیت، و آدنوکارسینوم مجرای پانکراس (PDAC) ایفا می‌کنند. به‌ویژه، PDAC به خوبی تمایز یافته ظاهر مورفولوژیکی ساختارهای مجاری را نشان می‌دهد که نشانگرهای مجرای را بیان می‌کنند. بنابراین، تنها بر اساس بافت شناسی، مدت‌ها تصور می‌شد که سلول منشأ منشأ مجرای باشد. با این حال، مطالعات اخیر نشان داده است که سلول‌های آسینار و مجرای هر دو می‌توانند بر اساس جهش‌های KRAS تبدیل شوند.

شناسایی یک جمعیت سلولی جدید در پانکراس

پانکراس هم غده برون ریز و هم غده درون ریز است. عملکرد غدد درون ریز آن ترشح هورمون‌های مختلف مانند انسولین و گلوکاگون در جریان خون است، که سطح گلوکز خون را تنظیم می‌کنند. پانکراس به عنوان یک غده برون ریز، آب پانکراس را از طریق مجرای خود به دوازدهه ترشح می‌کند که حاوی بی کربنات و آنزیم‌های گوارشی است. تیم دکتر روویرا موفق به شناسایی 15 جمعیت جدید از سلول‌ها در پانکراس شده است که هر یک از آنها رفتارها و ویژگی‌های خود را دارند. مجاری پانکراس شبکه پیچیده ای از لوله ها را تشکیل می دهند که بی کربنات ترشح می کنند و ترشحات آسینار را به داخل دوازدهه هدایت می‌کنند. این شبکه توسط سلول‌های سانترواسینار، مجاری انتهایی، درونی، داخل کانالی و مجرای اصلی پانکراس تشکیل می‌شود. ناهمگونی مجرای در سطح تک سلولی ضعیف مشخص شده است. بنابراین، درک ما از نقش سلول‌های مجاری در بازسازی پانکراس و پاتوژنز برون ریز به دلیل دانش محدود و تنوع غیرقابل توضیح در شبکه مجرای مختل شده است. به گفته این محقق، "این نتایج بسیار مرتبط هستند: زیرا آنها می‌توانند یک نقطه شروع عالی برای درک بهتر چگونگی توسعه بیماری‌های پانکراس، مانند سرطان پانکراس باشند. علاوه بر این، ما مشاهده کرده ایم که سلول‌های مجرا در کشت انعطاف پذیری بالایی دارند و می‌توانند به عنوان منبع سلول‌های جدید تولید کننده انسولین در کشت‌های ارگانوئیدی برای درمان‌های پزشکی ترمیمی در دیابت استفاده می‌شود. Rovira  می‌گوید داده‌های منتشر شده پایه‌ای برای مطالعات آینده است که نقش جمعیت‌های سلولی جدید مجرای پانکراس را در بازسازی اندام و پاتوژنز عملکرد برون‌ریز آن بررسی می‌کند. روویرا می‌افزاید: «اگر بدانیم یک بیماری چگونه ایجاد می‌شود، می‌توانیم درمان‌های بهتر، دقیق‌تر و شخصی‌سازی‌شده‌تری علیه آن طراحی کنیم.»

تجزیه و تحلیل سلول به سلول

نتایج مطالعه با استفاده از کشت‌های ارگانوئیدی (یا اندام‌های کوچک سه بعدی)، مدل‌های ضایعات برون ریز و نمونه‌های سرطان پانکراس به دست آمده است. برای بررسی بیان ژن تک تک سلول‌ها، از تکنیک scRNA-seq (رونویسی تک سلولی) استفاده شده است که قادر است به طور همزمان غلظت RNA هزاران ژن را در هر سلول اندازه گیری کند. به لطف این رویکردهای تجربی، مشخص کردن ناهمگنی مجرای موش در وضوح تک سلولی، از سلول‌های سانترواسینار تا مجرای اصلی پانکراس، امکان‌پذیر شده است. با این حال، محققان تصریح می‌کنند که مدل‌های حیوانی جدیدی برای بررسی نتایج به‌دست‌آمده در داخل بدن و به‌طور کامل‌تر مورد نیاز است. علاوه بر این، ما از کشت‌های ارگانوئیدی، مدل‌های آسیب، و نمونه‌های تومور پانکراس برای بررسی نقش جمعیت‌های مجاری جدید در بازسازی پانکراس و پاتوژنز برون‌ریز استفاده کردیم.

نتایج کسب شده

ما همزیستی 15 جمعیت مجاری را در پانکراس سالم شناسایی کرده‌ایم و ظرفیت تشکیل ارگانوئید و پتانسیل تمایز غدد درون ریز آنها را مشخص کرده‌ایم. جداسازی خوشه‌ای و کشت  سه بعدی به ما این امکان را می‌دهد که جمعیت‌های سلول مجاری با ظرفیت تشکیل ارگانوئید بالا و پتانسیل تمایز درون‌ریز و برون‌ریز را در شرایط آزمایشگاهی شناسایی کنیم، از جمله یک جمعیت پاسخ‌دهنده به Wnt، یک جمعیت مژه‌دار و سلول‌های Flrt3+. علاوه بر این، ما مکان این جمعیت‌های مجاری جدید را در پانکراس سالم، پانکراتیت مزمن و نمونه‌های تومور مشخص کرده‌ایم. از طرفی مشاهده شد که بیان نشانگرهای جمعیتی گذار پاسخگو به Wnt، پاسخگو به اینترفرون و اپیتلیال به مزانشیمی در پانکراتیت مزمن و نمونه‌های تومور افزایش می‌یابد. با توجه به کشف جمعیت‌های مجاری ناشناخته قبلی، ما نقش بالقوه جمعیت‌های مجاری خاص را در بازسازی پانکراس و پاتوژنز برون‌ریز آشکار کردیم. بنابراین، مدل‌های جدید ردیابی دودمان سلولی برای بررسی جمعیت‌های مجرای خاص در داخل بدن مورد نیاز است.

طبقه‌بندی جدید بیماران بر اساس نشانگرها

ترجمه این یافته‌ها به محیط انسانی از یک سو منجر به شناسایی سلول‌های مجرای مختلف پانکراس درگیر در منشأ سرطان پانکراس می‌شود و در نتیجه منجر به طبقه‌بندی جدید بیماران بر اساس نشانگرها و شناسایی اهداف درمانی جدید می‌شود. از سوی دیگر، نتایج به‌دست‌آمده در کشت‌های ارگانوئیدی می‌تواند منجر به درمان‌های جایگزین سلولی در آینده برای درمان دیابت شود.

پایان مطلب/.