Ludzkie enteroidy to trójwymiarowy system hodowli ex vivo generowany z komórek macierzystych wyizolowanych z krypt jelitowych próbek ludzkiej tkanki jelitowej. Ten przełomowy model został zapoczątkowany przez Hansa Cleversa i in. w 2007 roku po odkryciu komórek macierzystych Lgr5+ w kryptach jelita cienkiego u myszy1. Ich praca położyła podwaliny pod stworzenie ex vivo nabłonka jelitowego wielu typów komórek, które mogły być pasażowane bez znaczących zmian genetycznych lub fizjologicznych2. Od czasu tego odkrycia, enteroidy są wykorzystywane jako nowy model do badania prawidłowej fizjologii trawienia i patofizjologii chorób jelit, takich jak nieswoiste zapalenie jelit, interakcje gospodarz-patogen i medycyna regeneracyjna2.
Wykorzystanie enteroidów jako modelu ex vivo do badania patofizjologii jelit ma kilka zalet w porównaniu z alternatywnymi technikami. Przez ostatnie kilkadziesiąt lat modele zwierzęce i nieśmiertelne linie komórkowe pochodzące z raka jelita były wykorzystywane do badania fizjologii jelit3,4,5. Hodowle jednokomórkowe nie reprezentują różnorodności typów komórek obecnych w normalnym nabłonku jelitowym, a tym samym brakuje im wzajemnych oddziaływań między komórkami i swoistości segmentowej w ekspresji białek, sygnalizacji i chorobie wywołanej przez patogen6. Komórki macierzyste w enteroidach różnicują się w główne typy komórek nabłonkowych, takie jak enterocyty, komórki Panetha, komórki kubkowe, komórki enteroendokrynne i inne3. Wykazują one polaryzację, pełnią funkcje transportu nabłonkowego i pozwalają na specyficzność segmentu jelitowego6. Ponieważ enteroidy mogą rekapitulować wiele typów komórek ludzkiego nabłonka jelitowego, są w stanie przezwyciężyć to uznane ograniczenie systemów opartych na komórkach rakowych. Z biegiem czasu pochodne linii komórkowych są subklonowane i ewoluują, wykazując większą różnorodność w ekspresji i lokalizacji białek3. Wręcz przeciwnie, enteroidy mogą być pasażowane bez znaczących zmian genetycznych lub fizjologicznych2. Chociaż istnieje wiele modeli zwierzęcych NEC, reakcja na uraz i interwencje terapeutyczne mogą być bardzo zróżnicowane w zależności od gatunku. W wyniku tych ograniczeń, terapie pochodzące z modeli zwierzęcych zawodzą w 90% przypadków, gdy są testowane w badaniach na ludziach z powodu różnic w toksyczności lub skuteczności3. Enteroidy służą jako obiecujące modele przedkliniczne, które mogą przezwyciężyć te niedobory, prowadząc do lepszego zrozumienia złożonej patofizjologii jelit, a tym samym do bardziej skutecznych i opłacalnych innowacji terapeutycznych. Istnieją również niedawne dowody na to, że wiek tkanki, z której powstaje enteroid, pozostaje biologicznie ważny7. Jest to szczególnie ważny szczegół dla naszego modelu, ponieważ enteroidy są generowane z tkanki noworodka, zachowując w ten sposób fizjologiczne znaczenie dla pacjentów z NEC.
Użyteczność enteroidów jako modeli ludzkich chorób wciąż rośnie, w nadziei na znalezienie lekarstw na ciężkie i wszechobecne stany. Martwicze zapalenie jelit (NEC) jest wyniszczającą chorobą jelit noworodków, charakteryzującą się martwicą jelit i często prowadzi do perforacji ściany jelita, posocznicy i śmierci8. Ze względu na złożoną i wieloczynnikową patofizjologię NEC, dokładny mechanizm choroby nie został jeszcze w pełni wyjaśniony; Jednak zwiększona przepuszczalność jelit jest wyraźnie związana z procesem chorobowym8. Biorąc pod uwagę, że badanie NEC i potencjalnych środków terapeutycznych jest etycznie trudne u ludzi, zwłaszcza dzieci, wysoce pożądane jest wykorzystanie biologicznie istotnego enteroidalnego modelu NEC przy użyciu ludzkiej tkanki noworodka. Do tej pory enteroidy odgrywają ograniczoną rolę w badaniu NEC. Protokół ten opisuje zastosowanie enteroidów pochodzących z próbek ludzkich tkanek jelitowych jako nowego modelu ex vivo do badania martwiczego zapalenia jelit.