Susu dari gigi: perubahan profesi untuk sel

Berapa banyak sel dalam tubuh manusia? Beberapa sumber percaya bahwa ada sekitar 100 triliun dari mereka, sementara yang lain - 37.2. Siapa pun yang benar, semua opsi ini luar biasa. Sel-sel dalam tubuh makhluk hidup mana pun melakukan berbagai fungsi, tergantung pada tempat asalnya. Sel-sel sistem saraf, mis. neuron bekerja seperti komputer mini yang mengumpulkan, menyimpan, memproses dan mengirimkan informasi melalui reaksi listrik dan kimia. Sel darah merah, mis. sel darah merah mengangkut oksigen vital ke seluruh tubuh. Daftar ini dapat dilanjutkan, tetapi intinya sederhana - setiap sel memiliki spesifikasi, program yang jelas, sehingga dapat dikatakan, yang akan mengikuti seluruh keberadaannya. Atau tidak? Para ilmuwan dari Universitas Zurich (Swiss) menemukan bahwa sel-sel induk epitel gigi tikus dapat mengubah profesi mereka di bawah pengaruh faktor-faktor eksternal dan melatih kembali menjadi sel kelenjar susu. Bagaimana tepatnya para ilmuwan dapat mengetahui seberapa rumit prosedur untuk mengubah spesifikasi sel dan seberapa penting penemuan ini untuk merawat pasien dengan kanker payudara? Kami akan menemukan jawaban untuk pertanyaan-pertanyaan ini dalam laporan kelompok penelitian. Ayo pergi.

Dasar studi

Apa kesamaan kulit dan gigi? Ada hipotesis bahwa gigi, seperti kelenjar sebaceous, kelenjar susu dan keringat, rambut dan kuku, adalah pelengkap ektodermal. Semua elemen turunan ini (pelengkap) memiliki struktur uniknya sendiri, yang berkembang sebagai hasil dari ikatan silang molekul terus menerus antara epitel dan mesenkim * .

Mesenkim * - kumpulan sel yang memiliki karakteristik morfologi yang serupa pada tahap perkembangan intrauterin tertentu, tetapi kemudian sel-sel ini akan menjadi milik kelompok yang berbeda sesuai dengan diferensiasi sel, yaitu. memiliki fungsi yang berbeda.

Pada tahap awal pengembangan organisme, semua organ ini, oleh karena itu, sel-sel mereka, memiliki fitur yang sangat mirip, tetapi pada tahap perkembangan selanjutnya, reorganisasi molekuler menentukan karier mereka. Perubahan dalam ekspresi molekul pengatur dapat mengarah pada fakta bahwa sel yang berkembang sepanjang satu garis akan secara dramatis mengubahnya.

Aspek umum lainnya untuk semua organ ektodermal adalah adanya populasi sel induk yang dapat menghasilkan berbagai jenis sel yang diperlukan untuk homeostasis dan regenerasi sepanjang siklus hidup.

Eksperimen terbaru telah memungkinkan identifikasi populasi sel punca epitel yang berbeda dengan melacak garis genetik pada organ seperti rambut, kelenjar susu dan gigi.

Berbicara secara khusus tentang gigi, pada manusia, sayangnya, mereka tidak beregenerasi, tidak tumbuh kembali dan tidak diperbarui (untuk kesenangan dokter gigi swasta). Tetapi pada tikus, gigi seri tumbuh secara konstan. Multipoten * sel-sel batang epitel gigi (DESC) yang mengekspresikan penanda sel induk Gli1, Bmi1, dan Sox2 ditemukan di ujung posterior gigi seri tikus.

Sel-sel punca multipoten menimbulkan sel-sel jaringan yang berbeda, tetapi variasi spesiesnya terbatas pada batas satu daun germinal.

Adalah logis bahwa sel-sel induk ini dapat menghasilkan semua sel epitel gigi. Tetapi bisakah mereka menciptakan sesuatu yang lain?

Para peneliti ingat bahwa untuk mengidentifikasi sel-sel induk epitel dan menilai plastisitasnya selama regenerasi jaringan, analisis laboratorium dengan transplantasi sel paling sering digunakan, dan kelenjar susu sangat cocok sebagai objek analisis. Selama studi regenerasi payudara, fragmen epitel yang diperoleh darinya atau dipisah-pisahkan (dibagi menjadi beberapa bagian) sel-sel epitel ditransplantasikan ke dalam mesenkim mammae non-epitel, yaitu. ke dalam lapisan lemak, untuk menghasilkan struktur epitel duktal fungsional. Dengan kata lain, sel-sel kelenjar muda mengubah sel-sel lapisan lemak menjadi jenis mereka sendiri, memberkahi mereka dengan fungsinya.

Tetapi analisis klasik ini didasarkan pada penggunaan sel-sel susu yang berfungsi dan sel-sel yang tidak berfungsi, lagi-lagi, kelenjar susu. Dalam penelitian yang kami pertimbangkan hari ini, para ilmuwan melangkah lebih jauh dan memutuskan untuk melakukan apa yang disebut rekombinasi sel chimeric, dengan menggunakan sel batang epitel gigi (DESC).

Eksperimen serupa telah dilakukan sebelumnya menggunakan neuron, sel sumsum tulang, ovarium, dan bahkan sel kanker. Namun, hasilnya bukan yang paling menggembirakan. Faktanya adalah bahwa sel-sel epitel non-mammae tidak tumbuh dalam struktur kelenjar susu tanpa dukungan sel-sel epitel mammae (MEC - sel epitel mammae ). Selain itu, sel-sel yang dihasilkan tidak dapat menghasilkan saluran susu. Sederhananya, sel-sel ini menjadi sel-sel payudara, tetapi tidak berfungsi.

Tetapi para ilmuwan dari Zurich dalam pekerjaan mereka berhasil mencapai yang sebelumnya belum pernah terjadi sebelumnya - untuk memaksa sel batang epitel gigi untuk menghasilkan garis sel non-gigi. Pertimbangkan bagaimana mereka berhasil.

Hasil penelitian

Seperti dalam studi laboratorium klasik, metode regenerasi payudara digunakan dalam pekerjaan ini untuk menilai plastisitas sel DESC, serta kemampuan mereka untuk menghasilkan sel-sel epitel payudara setelah transplantasi menjadi lemak tubuh ( 1A ).


Gambar No. 1

DESC yang mengekspresikan penanda kedua sel epitel dan sel induk ( 1B ) diperoleh dari loop serviks * gigi insisivus menggunakan protein fluorescent hijau (GFP) untuk identifikasi.

Lingkaran serviks * adalah area pada organ email pada gigi yang sedang berkembang, tempat epitel enamel eksternal dan internal bergabung.

DESC yang dihasilkan dicampur dengan sel-sel epitel mammae primer (MEC) dan dimasukkan ke dalam bantalan lemak non-epitel kelenjar susu mencit yang di-immunocompromised dengan gen RAG1 (gen pengaktif rekombinasi).

Garis sel yang diperoleh dari dua populasi sel ini ditentukan dengan ekspresi GFP untuk DESC dan ekspresi yang diinduksi lentivirus dari protein fluorescent DsRed untuk MEC.

Sebagai kelompok kontrol, tikus digunakan yang menerima suntikan hanya sel MEC.

Delapan minggu setelah transplantasi ( 1C - 1I ) dan 16,5 hari kehamilan ( 1J dan 1K ), sel susu DESC dan MEC membentuk struktur saluran chimeric yang terdiri dari sel positif GFP yang berasal dari sel MEC yang positif DES dan DsRed di kelenjar susu.

Kemudian para ilmuwan memutuskan untuk melakukan analisis yang lebih rinci tentang distribusi DESC yang ditransplantasikan dalam mengembangkan saluran chimeric. Untuk ini, pewarnaan imunofluoresensi ganda dilakukan untuk GFP dan keratin 14 (Krt14), yang merupakan penanda sel basal / myoepithelial pada kelenjar susu dewasa.


Gambar No. 2

Sel-sel GFP-positif diamati di kedua myoepithelial * Krt14-positif * dan kompartemen luminal * Krt14-negatif * ( 2C - 2K ).

Sel-sel myoepithelial * - Mengungkapkan karakteristik protein epitel ektodermal dan sel otot polos. Jenis sel ini mengelilingi bagian sekretori dan saluran ekskresi kelenjar susu, saliva, lakrimal, dan keringat.

Sel luminal * - melapisi permukaan apikal (apikal) saluran susu normal dan memiliki sifat sekretori. Sebagian besar jenis kanker payudara muncul dari sel luminal.

Kompartemen * adalah ruang di dalam sel, dikelilingi oleh membran dan terkait dengan kinerja fungsi seluler tertentu.

Dari semua kompartemen epitel dari saluran chimeric kelenjar susu, sekitar 20% sel diturunkan dari DESC. Para ilmuwan mengingatkan kita bahwa epitel luminal kelenjar susu adalah struktur yang sangat kompleks dari berbagai populasi sel yang dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok: duktus dan alveolar.

Sel-sel duktus melapisi saluran epitel. Di antara sel-sel ini, ada yang mengekspresikan reseptor estrogen alfa. Mereka bertanggung jawab untuk aktivasi pensinyalan paracrine (mengenai hubungan sel-sel dalam organ tertentu), yang diperlukan untuk memperpanjang epitel kelenjar susu ketika terkena estrogen pubertas.

Sel-sel alveolar, pada gilirannya, adalah dasar dari proses alveolar yang mensekresi susu yang terjadi selama kehamilan lanjut.

Imunofluoresensi ganda untuk GFP (protein fluoresen hijau) dan ER (reseptor estrogen) dalam epitel chimeric menunjukkan bahwa sel GFP-positif dapat menghasilkan sel luminal ER-positif dan ER-negatif ( 2L - 2N ).

Kemampuan sel-sel GFP-positif untuk menginduksi pembentukan sel-sel luminal lebih lanjut dikonfirmasi oleh pewarnaan imunofluoresensi ganda untuk GFP dan keratin 8.

Salah satu pengamatan yang paling penting selama imunofluoresensi dan analisis imunohistokimia adalah bahwa sel DESC positif-GFP dapat ditransformasikan menjadi fenotipe β- casein * sel alveolar positif berfungsi penuh yang memproduksi susu ( 2O - 2R ).

Kasein * adalah salah satu protein utama dalam susu (40% dalam ASI).

Pada tahap penelitian selanjutnya, para ilmuwan memutuskan untuk memeriksa seberapa fleksibel sel DESC dan apakah mereka mampu memprogram ulang regenerasi saluran tanpa adanya epitel payudara.

Untuk ini, analisis laboratorium dilakukan dengan transplantasi sel, tetapi tanpa menggunakan sel-sel epitel payudara, ketika DESC disuntikkan langsung ke dalam bantalan lemak ( 3A ).


Gambar No. 3

Analisis fluoresensi dari seluruh struktur (tanpa diseksi) mengungkapkan pembentukan struktur epitel bercabang kecil yang mengekspresikan GFP ( 3B ). Imunofluoresensi untuk GFP dan analisis histologis yang terperinci menunjukkan bahwa formasi ini muncul secara eksklusif dari sel-sel yang berasal dari DESC ( 3E ), dan bahwa mereka dikelilingi oleh jaringan fibrosa (penghubung) yang padat ( 3C dan 3D ).

Morfologi sel yang membentuk saluran rudimenter cukup beragam: dari rata hingga kolumnar ( 3D ). Untuk analisis yang lebih rinci dari formasi ini, distribusi Krt14 dan ER dievaluasi.

Analisis imunofluoresensi menunjukkan bahwa struktur ini terdiri dari sel luminal yang mengekspresikan Krt8 dan sel myoepithelial positif Krt14 ( 3F dan 3G ). Sel yang mengekspresikan ER juga ditemukan dalam epitel duktus ini, tetapi ekspresinya secara signifikan lebih rendah daripada pada formasi epitel mammae chimeric yang berkembang penuh ( 3H ).

Ekspresi kasein juga telah terdeteksi di beberapa saluran yang berasal dari DESC tertanam ( 3I ). Hal ini menunjukkan bahwa sel yang diperoleh cukup mampu memulai diferensiasi ke arah sel alveolar penghasil susu.

Pengamatan yang lebih menarik adalah ekspresi amelogenin, yang merupakan penanda khas diferensiasi ameloblas ( 3J ). Faktanya adalah sel-sel ini milik produsen komponen organik enamel gigi. Oleh karena itu, dapat diasumsikan bahwa setidaknya ada memori seluler parsial dari asalnya, meskipun ada perubahan spesifikasi sel.

Sayangnya, beberapa struktur yang dibuat ditransformasikan menjadi formasi kistik ( 3K - 3M ), yang ditandai dengan sel epitel pipih membentuk monolayer ( 3L dan 3M ). Pada tahap penelitian ini, formasi kistik seperti itu terjadi pada 80% kasus, namun indikator ini akan berkurang selama perbaikan teknik.


Gambar No. 4

Selama transplantasi sel DESC, pembentukan jaringan fibrosa yang padat cukup sering diamati. Fibrosis ditemukan di beberapa bantalan lemak susu di mana MEC dan DESC diperkenalkan, serta di semua bantalan lemak ketika hanya DESC yang diperkenalkan ( 4A dan 4B ). Jaringan non-epitel yang mengelilingi saluran tersusun dari jaringan serat kolagen yang sangat padat, seperti yang ditunjukkan oleh pewarnaan Trikromik Masson * (4C dan 4D).

Pewarnaan trichromic Masson * adalah metode histologi, ketika berbagai jaringan diwarnai dengan warna berbeda, yang memungkinkan untuk menentukan secara jelas ada / tidaknya, prevalensi, dan konsentrasi mereka.

Untuk menentukan asal jaringan fibrosa, pewarnaan imunofluoresensi ganda dilakukan untuk GFP (protein fluoresen hijau) dan SMA (aktin otot polos), yang merupakan penanda myofibroblas * yang terkait dengan jaringan fibrosa

Myofibroblast * adalah jenis sel yang secara simultan menyerupai fibroblast dan sel otot polos. Dalam kasus kerusakan jaringan, fibroblas terlibat dalam penyembuhan, mengencangkan luka.

Sel-sel GFP-positif dan SMA-positif yang berasal dari DESC ditemukan dalam komponen non-epitel kelenjar susu, yaitu dalam jaringan fibrosa yang mengelilingi saluran dan kista ( 4E dan 4F ).

Selain itu, fibronektin (matriks glikoprotein ekstraseluler), yang merupakan komponen utama stroma payudara dan jaringan fibrosa ( 4G ), juga terdeteksi pada jaringan di sekitar saluran dan kista. Jaringan GFP-positif dan fibronektin-positif juga hadir di sekitar saluran dalam jaringan fibrosa ( 4H ).

Untuk pengenalan yang lebih rinci dengan nuansa penelitian ini, saya sarankan Anda melihat laporan para ilmuwan .

Epilog

Merangkum semua hal di atas, dapat dengan tegas dinyatakan bahwa sel batang epitel gigi dapat menghasilkan semua garis sel epitel payudara dalam proses regenerasi saluran kelenjar susu. Ini menunjukkan plastisitasnya dan potensi diferensiasi sepanjang beberapa garis.

Penemuan yang lebih penting adalah fakta bahwa, pada saat ini, hanya sel-sel DESC yang dapat memulai morfogenesis cabang spesifik-payudara tanpa adanya epitel payudara. Dengan tingkat plastisitas yang tinggi, DESC dapat digunakan dalam regenerasi jaringan yang tidak ada hubungannya dengan gigi.

Selain itu, pekerjaan ini telah menunjukkan metode baru dalam menangani konsekuensi pengobatan radikal untuk kanker payudara. Tentu saja, banyak ilmuwan sekarang fokus pada menemukan perawatan untuk kanker itu sendiri. Namun, sementara metode ajaib ini belum dilaksanakan, penciptaan teknik yang memungkinkan regenerasi jaringan yang hilang karena intervensi bedah patut mendapat perhatian khusus.



Kanker payudara, seperti jenis onkologi lainnya, adalah penyakit mengerikan yang menghancurkan kesehatan fisik dan mental seseorang. Dan ketika para dokter merawat, dan para ilmuwan mencari alat baru untuk memerangi penyakit, kerabat dan teman-teman pasien yang menderita penyakit ini harus memberi mereka cinta, perawatan dan dukungan mereka. Ya, kata-kata yang baik tidak akan dapat menghancurkan sel kanker, tetapi mereka dapat menghilangkan kesedihan, kesedihan, rasa putus asa dan memberikan keyakinan pada masa depan dan keyakinan dalam pemulihan. Dan iman dalam pemulihan adalah langkah pertama untuk mencapainya.

Terima kasih atas perhatian Anda, tetap ingin tahu, cintai orang yang Anda cintai, dan selamat bekerja, kawan. :)

Terima kasih telah tinggal bersama kami. Apakah Anda suka artikel kami? Ingin melihat materi yang lebih menarik? Dukung kami dengan melakukan pemesanan atau merekomendasikan kepada teman Anda, cloud VPS untuk pengembang mulai dari $ 4,99 , diskon 30% untuk pengguna Habr pada analog unik dari server entry-level yang kami ciptakan untuk Anda: Seluruh kebenaran tentang VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Core) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps dari $ 20 atau bagaimana cara berbagi server? (opsi tersedia dengan RAID1 dan RAID10, hingga 24 core dan hingga 40GB DDR4).

Dell R730xd 2 kali lebih murah? Hanya kami yang memiliki 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV dari $ 199 di Belanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - mulai dari $ 99! Baca tentang Cara Membangun Infrastruktur Bldg. kelas menggunakan server Dell R730xd E5-2650 v4 seharga 9.000 euro untuk satu sen?