00:00 
Органы часто имеют заполненные жидкостью пространства, называемые просветами, которые имеют решающее значение для функционирования органов и служат сетями транспортировки и доставки. Просветы поджелудочной железы образуют сложную систему протоков, каналы которой транспортируют пищеварительные ферменты в тонкую кишку. Понимание того, как эта система формируется в эмбриональном развитии, необходимо как для нормального формирования органов, так и для диагностики и лечения заболеваний поджелудочной железы. Несмотря на их важность, то, как просветы принимают определенные формы, до конца не изучено, поскольку исследования других моделей в основном ограничивались формированием одиночных сферических просветов. Органоидные модели, которые более точно имитируют физиологические характеристики реальных органов, могут демонстрировать ряд морфологий просвета, таких как сложные сети тонких трубок.
Исследователи из группы Анны Грапин-Боттон, директора Института молекулярной клеточной биологии и генетики Макса Планка (MPI-CBG) в Дрездене, Германия, а также почетного профессора Технического университета Дрездена, объединились с коллегами из группы Масаки Сано в Токийский университет (Япония), Тэцуя Хираива из Института физики Академии Синика (Тайвань) и Даниэль Ривелин из Института генетики, биологии, молекулярной и клеточной терапии (Франция) для изучения процессов, связанных с формированием сложного просвета. Работая с комбинацией компьютерного моделирования и экспериментальных методов, ученые смогли определить решающие факторы, которые контролируют форму просвета.
Звездообразный просвет напоминает настоящую панцею
Трехмерные структуры поджелудочной железы, также называемые органоидами поджелудочной железы, могут образовывать либо большой сферический просвет, либо узкие сложные взаимосвязанные структуры просвета, в зависимости от среды в чашке. Добавляя определенные химические препараты, изменяющие скорость пролиферации клеток и давление в просвете, мы смогли изменить форму просвета. Мы также обнаружили, что повышение проницаемости эпителиальных клеток, окружающих просвет, снижает давление и может также изменить форму просвета».
Бюнг Хо Ли, постдокторант группы Энн Грапин-Боттон и ведущий автор исследования
«Наша модель может измерять и предсказывать, какие параметры отвечают за переходы форм просвета, обеспечивая обратную связь с самими экспериментами», — говорит Кана Фудзи, докторант исследовательской группы Масаки Сано, чтобы понять, как отдельные клетки растут и делятся и как это влияет на формирование просвета, исследовательская группа в дополнение к экспериментам использовала математическую модель для моделирования этого процесса.
"Наше исследование показывает, что форма и структура просвета в органоидах поджелудочной железы зависят от трех основных факторов: скорости пролиферации клеток, давления внутри просвета и того, насколько проницаемы клетки вокруг просвета", - говорит Энн Грапин-Боттон, которая вместе руководила исследованием. с Бён Хо Ли: «Это открытие может помочь нам понять, как развиваются другие органы с узкими взаимосвязанными протоками и как на них влияют распространенные кистозные заболевания. Наша модельная система может способствовать дальнейшим исследованиям в области развития органов и тканевой инженерии, а также потенциально использоваться для проверки того, как различные лекарства влияют на заболевания, что может привести к разработке новых методов лечения. Это может помочь нам лучше понять и лечить заболевания, поражающие поджелудочную железу и другие органы с ветвящимися протоками».
