Heste-sekretuak argitzen: nola laguntzen dioten “mini-hesteek” zientziari

Ainize Peña-Cearra, Estibaliz Mateo, Elena Eraso eta Leticia Abecia

Azken urteetan, zientzialariek arreta berezia eskaini diote gure gorputzaren eta bertan bizi diren trilioika mikroorganismoren arteko harremanari, hau da, mikrobiotari. Mikroorganismoek funtsezko zeregina dute gure osasunean, hesteetako oreka (homeostasia) mantentzen laguntzen baitute eta, aldi berean, zenbait mikroorganismo batzuek eragin handia izan dezakete gaixotasunen garapenean. Hestea da mikrobiotarekin dugun interakzioaren erdigunea, bertan biltzen baita mikroorganismo kopuru handiena. Hala ere, interakzio horiek organismo bizidunetan ikertzea konplexua da, eta animalia ereduak erabiltzeak kezka etikoak sor ditzake. Horregatik, ikertzaileek tresna zirraragarri batera jo dute: hesteetako organoideak edo “mini-hesteak”.

2009an frogatu zen heste-zelula ama bakar batetik (LGR5+) heste-organoideak sor daitezkeela, eta ordutik, hainbat zelula ama ezberdinetatik garatu dira: heste-ehunean dauden zelula ametatik, zelula ama enbrionarioetatik edo induzitutako zelula ama pluripotenteetatik. Organoide hauek ahalmen handia dute gaixotasunak modelatzeko eta immunitate-sistemaren eta mikrobiotaren arteko elkarrekintzak aztertzeko.

Hesteetako mukosa digestio-aparatuaren kanpoko geruza da, babes- eta xurgapen-funtzioak betetzen dituena. Heste-hesia geruza epitelial batek osatzen du, eta horren azpian lamina propioa dago, non zelula immunitarioak, fibroblastoak eta bestelako zelula estromalak dauden. Mukosak funtzio immunologiko garrantzitsua du, mikroorganismo kaltegarrien translokazioa saihesteko. Organoideek egitura horiek guztiz ez badituzte ere, heste-epitelioaren funtzio nagusiak imitatzen dituzte, eta kokapena ere, barrualdea apikala eta kanpoaldea basolaterala, hestea bezala.

Beraz, mini-hesteak laborategian sortutako hiru dimentsioko (3D) egiturak dira, heste-zelula ezberdinez osatuak, eta benetako hestearen funtzio nagusiak imitatzen dituzte, zelulek beren polaritate apiko-basala mantenduz. Organoide mota asko daude, hala nola birika, giltzurrun- eta garun- organoideak. Hauek tresna baliagarriak dira, immunitate-sistemaren eta heste-epitelioaren arteko harremanak aztertzeko.

Ko-kultibo esperimentuen bidez, organoideak zelula immuneekin batera haz daitezke laborategian, heste-hesiaren osotasuna nola mantentzen den ulertzeko. Adibidez, ikerketek erakutsi dute, immunitate zelula batzuek, ILC3 zelulek, IL-22 zitokina babeslea askatzen dutela heste-hesia indartzeko. Gainera, hainbat metodologia garatu dira mikrobiotaren eta heste-hesiaren arteko interakzioak ikertzeko mikroorganismoak hestearen lumenean daudelako, hau da, hestearen barruko partean edo alde apikalean. Organoideen alde apikalean mikroorganismoak sartzeko, mikroinjekzio-teknikak erabiltzen dira, nahiz eta metodo honek konplexutasun handia izan. Alternatiba gisa, “apikal-kanpora” organoideak garatu dira, mikroorganismoak erraz hazkuntza medioan gehitzeko. Beste aukera bat bi dimentsioko (2D) monogeruza ereduak dira, non heste-epitelioa gainazal lau batean hazi eta mikrobiotarekin eta immunitate-sistemarekin aldi berean dituen interakzioak aztertu daitezkeen.

Organoideek abantaila ugari eskaintzen dituzte 2D lerro-zelulen aldean, heste-epitelioaren funtzioak errealistagoak islatzen dituztelako eta iraupen luzeko azterketak egiteko aukera ematen dutelako. Animalia-ereduekin alderatuta, merkeagoak dira, manipulatzeko errazagoak, eta giza ehunetik erator daitezke, emaitzak gizakiei aplikagarriagoak izan daitezen. Heste-organoideak ingurune egokian hazten direnean, heste-ehunaren antolaketa eta funtzioak bereganatzen dituzte, eta gaixotasunen mekanismoak aztertzeko eta tratamendu berriak garatzeko baliagarriak dira. Hau da, hesteetako gaixotasunak erreplikatzen dituzte, besteak beste, hesteetako hanturazko gaixotasuna, gaixotasun zeliakoa eta kolon-ondesteko minbizia.

Laburbilduz, heste-organoideak tresna indartsuak dira heste-epitelioak, immunitate-sistemak eta mikrobiotak nola elkarrekiten duten ulertzeko. Teknologia honek ikerketa translazionalerako aukera berriak irekitzen ditu, bai oinarrizko zientzian, bai gaixotasunen tratamenduan, eta etorkizunean terapia pertsonalizatuak garatzeko bidea ireki dezake.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 48
• Artikuluaren izena: Hesteetako organoideak, homeostasian eta gaixotasunean mikrobiota-immuno-epitelio interakzioak aztertzeko tresna.
• Laburpena: Azken urteotan, mikrobiotaren eta organismoaren arteko interakzioak sakon aztertu dira, bai homeostasiaren eta bai gaixotasunen ikuspegitik, eta garrantzi handia izan dute, bereziki, hesteetako harremanean. Mikrobiotaren eta organismoaren arteko elkarreragina hobeto ulertzeko eta animalia-ereduak ordezkatzeko, in vitro ereduak garatu dira; adibidez, hesteetako organoideak. Organoide hauek hiru dimentsioko (3D) egiturak dira, hainbat heste-zelula mota dituztenak, eta hesteetako funtzioen eta gaixotasunen antza izan dezaketenak; in vitro ikerketa bideragarria bihurtu da horrela. Hesteetako organoideak laborategian sor daitezke, ehun helduetan dauden zelula amak edo zelula ama pluripotenteak ingurune egokian ipintzean. 3D egitura konplexuetan autoantolatzeko gaitasuna dute, eta, horrela, gai dira heste-epitelioaren dinamikak eta gaixotasun-prozesuak simulatutzeko. Organoideen polaritate apiko-basala hestearen berezko ezaugarria da, eta horrek aukera ematen du ikerketa ugari egiteko. Organoideetako kokultibo sistemek aukera ematen dute zelula immunitarioen eta epitelioaren arteko elkarrekintzak aztertzeko. Haietan asko aztertu da, adibidez, gure sistema immunitarioko T linfozitoek hestean duten eragina. Mikroorganismo-epitelio interakzioak ere iker daitezke, baina, horretarako, zenbait protokolo garatu dira mikroorganismoak organoideen alde apikalera sartzeko. Hori mikroinjekzio bidez egin daiteke edo organoideen polaritatea alderantzikatu daiteke «apikala kanpora» organoideak sortzeko. Baina aukera onenetako bat hesteetako bi dimentsioko (2D) monogeruzak dira, une berean alde apikala eta basolaterala erabil daitezkeelako. Hesteetako organoideen erabilerak informazio zehatza eskaintzen du heste-hesia kaltetzen eta konpontzen duten mekanismoei buruz, eta horrek balio handia du diana terapeutiko berriak bilatzeko prozesuan. Beraz, hesteetako organoideen ikerketa funtsezkoa da heste-hesiaren funtzionamenduaren gakoak bilatzeko, batez ere gaixotasun konplexuetan, hala nola hesteetako hanturazko gaixotasunean, non ezinbestekoa den epitelioaren, mikrobiotaren eta zelula immunitarioen arteko oreka.
• Egileak: Ainize Peña-Cearra, Estibaliz Mateo, Elena Eraso eta Leticia Abecia
• Argitaletxea: EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 161-177
• DOI: 10.1387/ekaia.27092

Egileez:

Ainize Peña-Cearra, Estibaliz Mateo, Elena Eraso eta Leticia Abecia EHUko Medikuntza eta Erizaintza Fakultateko Immunologia, Mikrobiologia eta Parasitologia Saileko ikertzaileak dira.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.