$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
מערכת הריח האנושית תומכת בנוירגנזה רציפה,1 תהליך שמונע בעיקר על ידי תאי גזע בסיסיים באפיתל הריח, ובפרט תאי בסיס אופקיים (HBCs) ותאי בסיס גלובוזיים (GBCs). 2,3 GBCs מתמיינים באופן קבוע לנוירונים חושיים ריחניים (OSNs), בעוד ש-HBCs נשארים שקטים עד שהם מופעלים על ידי פציעה. 4,5 תפיסת הריח מתחילה כאשר מולקולות ריח נקשרות לקולטנים על הריסים של OSNs, ומפעילות מפל העברת אותות שמעביר מידע לפקעת הריח ולקליפת המוח. 6 התפתחות ותחזוקת הפונקציה החושית הזו נשלטים על ידי אפיתל הריח.
תפקוד ריח לקוי הנגרם מפגיעות פיזיות, כימיות או ביולוגיות לעיתים נפתר באופן ספונטני. 7 עם זאת, היא משפיעה על 1.5% עד 25% מאוכלוסיית העולם8 ויכולה לנבוע מסיבות מגוונות, כולל טראומה,9 זיהומים,10 והפרעות ניווניות כמו אלצהיימר ומחלת פרקינסון; במקרים אלו, ההחלמה הספונטנית לעיתים קרובות אינה שלמה או נעדרת. גישות טיפוליות עכשוויות, כמו אימון ריח ומתן קורטיקוסטרואידים, מראות יעילות מוגבלת. 12,13 פער טיפולי זה נובע מהבנה לא שלמה של המנגנונים השולטים בהישרדות והתחדשות נוירואפיתליום הריח לאחר פציעה, פער ידע שהוחמר עוד יותר בשל חוסר היעילות של מודלים נוכחים במבחנה לחקר ביולוגיה ריחנית אנושית.
בשנים האחרונות, פיתוח מודלים אורגניים אנושיים מגוונים יצר פלטפורמות טכנולוגיות חדשות לחקר מחלות אנושיות. 14 אורגנואידים שמקורם בתאי גזע בוגרים (AdSCs), המכונים גם תאי גזע תושבי רקמה, נוצרו בהצלחה עבור מגוון רקמות שמקורן באנדודרם, כולל הקיבה, הכבד, הלבלב, הריאות ושלפוחית השתן. 15,16,17,18,19 לעומת זאת, קביעת אורגנואידים אפיתליים ריחניים אנושיים מתוך פלקוד הריח שמקורו באקטודרם נותרה מאתגרת טכנית. אתגר מעשי מרכזי הוא הקושי להשיג באופן עקבי רקמת אפיתל ריחית חיה מהטורבינה העליונה של האדם. המיקום והיקף אזור הריח משתנים מאוד בין אנשים ועובר ניוון משמעותי הקשור לגיל. איסוף לא מכוון של אפיתל נשימתי במקום ריח פוגע בתוצאות התרבית. כדי להתמודד עם זה, שיפרנו את פרוטוקול 2021 של רן ואח', אשר הצליחו לתרבית אשכולות תאים מריר ריח אנושי,20 כדי לייצר באופן אמין אורגנואידים אפיתליים ריחניים אנושיים. הגישה שלנו מייצרת אורגנואידים אפיתליים ריחניים אנושיים עם ארכיטקטורה תלת-ממדית ומאורגנת היררכית, ותומכת בהבדלתם לנוירונים חושיים ריחניים. מודל זה מספק פלטפורמה ניסיונית חשובה לחקר המנגנונים שקובעים את גורלם של תאי גזע אפיתליים בהריח ולסינון סוכנים טיפוליים פוטנציאליים להפרעות ריח.
לסיכום מפורש, המטרה העיקרית של שיטה זו היא לקבוע תהליך עבודה סטנדרטי ליצירת והבחנה בין אורגנואידים אפיתליים ריחניים אנושיים לתאי אב בוגרים. ההיגיון בגישה זו הוא לטפל בפער הקריטי שנוצר מהיעדר מודלים פיזיולוגיים רלוונטיים במבחנה של מערכת הריח האנושית. בהשוואה לתרביות דו-ממדיות (2D) מסורתיות של מונו-שכבות או מודלים של עכברים, מערכת תלת-ממדית (תלת-ממדית) זו, שמקורה, בבני אדם, מציעה יתרון ברור של סיכום נאמן של הארגון המרחבי המורכב וההקשר הגנטי הספציפי לאדם של רירית הריח. כדי שחוקרים ישקולו פרוטוקול זה, חשוב להכיר בכך שבידוד מדויק של אפיתל ריח בר קיימא מהטורבינה העליונה של האדם, תוך הימנעות מזיהום באפיתל הנשימה, הוא אתגר יוצא דופן ומושפע מאוד מגיל המטופל ומהשונות האנטומית האישית. לכן, פרוטוקול זה מתאים במיוחד לחוקרים שיש להם גישה עקבית לדגימות קליניות אנושיות ומבקשים למודל נוירוגנזה ריחית אנושית, אנוסמיה הנגרמת על ידי וירוס, או ליקויים ריחניים הקשורים להפרעות ניווניות עצבית.