Cholangiopatie są nieuleczalnymi, przewlekłymi, postępującymi zaburzeniami, które wpływają na komórki żółciowe zlokalizowane w wewnątrz- i zewnątrzwątrobowych drogach żółciowych (EHBD)1. Niektóre cholagiopatie, takie jak pierwotne stwardniające zapalenie dróg żółciowych, rak dróg żółciowych, atrezja dróg żółciowych i torbiele żółciowe, wpływają głównie na EHBD. Rozwój terapii cholangiopatii jest ograniczony ze względu na ograniczoną dostępność modeli przedklinicznych. Ponadto wcześniejsze badania koncentrowały się na cholangiopatiach zgrupowanych razem: wątroba, intra- i EHBD. Jednak intra- i EHBD mają wyraźne pochodzenie embrionalne i dlatego powinny być uważane za odrębne patologie molekularne. Wewnątrzwątrobowe drogi żółciowe rozwijają się z wewnątrzwątrobowych płytek przewodowych i czaszkowej części uchyłka wątroby, całe EHBD rozwijają się z ogonowej części uchyłka wątroby2. Opierają się również na różnych przedziałach komórek progenitorowych dla homeostazy dorosłych, w tym kanałów Heringa w wewnątrzwątrobowych drogach żółciowych i gruczołach okołożółciowych w EHBDs2,3. Wykorzystanie modeli zwierzęcych w badaniach przedklinicznych jest ograniczone kosztami i powinno być zminimalizowane ze względów etycznych. W związku z tym redukcjonistyczne, powtarzalne, efektywne czasowo i kosztowo modele in vitro są wysoce pożądane.
Większość wcześniejszych badań nad cholangiopatiami wykorzystywała normalne modele raka myszy lub szczurów, lub ludzkie linie komórkowe raka dróg żółciowych pochodzące z wewnątrz- i EHBDs4,5,6,7. Są to jednak modele transformowanych komórek i nie podsumowują normalnej biologii cholangiocytów w homeostazie lub w stanie zdrowym. Niedawny postęp w rozwoju modeli hodowli organotypowych pozwolił na opracowanie trójwymiarowych struktur z różnych typów tkanek, w tym tkanek wątroby i dróg żółciowych, chociaż nie normalnych mysich EHBDs8,9,10. Te "narządopodobne" struktury mają na celu naśladowanie tkanki pierwotnej i są hodowane w sztucznej niszy wspierającej samoodnawianie się specyficznych dla narządu komórek macierzystych/progenitorowych11.
"Organoid" to szerokie pojęcie, które najczęściej opisuje trójwymiarowe modele tkanek pochodzące z komórek macierzystych. Organoidy mogą być generowane z przeprogramowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych reprezentowanych przez embrionalne komórki macierzyste i indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste. Mogą być również generowane z dorosłych komórek macierzystych specyficznych dla danego narządu12. Niektóre modele organoidów cholangiocytów zostały zaproponowane we wcześniejszych badaniach naukowych. W związku z tym zgłoszono organoidy pochodzące z ludzkich pluripotencjalnych komórek macierzystych7,9,13 i stanowią cenne, efektywne czasowo narzędzie, które pozwala na jednoczesne generowanie różnych typów komórek. Jednak te pluripotencjalne organoidy pochodzące z komórek macierzystych nie odzwierciedlają w pełni struktury i funkcjonalności pierwotnych dorosłych cholangiocytów EHBD.
Zaproponowano również organoidy pochodzące z dorosłych komórek macierzystych human9 i feline10 wątroba. Modele kotów nie są powszechnie dostępne i mają ograniczone uzbrojenie narzędzi do celów badawczych. Co więcej, te organoidy pochodzące z dorosłych komórek macierzystych pochodzących z wątroby nie modelują cholangiocytów pozawątrobowych, ale raczej cholangiocyty wewnątrzwątrobowe.
Generowanie organoidów EHBD zostało zgłoszone z normalnych ludzkich EHBD14 i mysich EHBD cholangiocarcinoma15. Jednak dostęp do ludzkiej tkanki EHBD jest bardzo ograniczony, a organoidy pochodzące z genetycznego mysiego modelu raka dróg żółciowych 15 nie reprezentują zdrowej biologii cholangiocytów w homeostazie i pochodzą z komórek zmodyfikowanych genetycznie.
Aby rozwiązać problemy związane z ograniczeniami pluripotencjalnych modeli organoidów cholangiocytów pochodzących z komórek macierzystych i wątroby oraz ograniczonym dostępem do tkanek ludzkich potrzebnych w modelach przedklinicznych, opracowaliśmy mysi model organoidowy EHBD (Rysunek 1A). Niniejszy manuskrypt opisuje rozwój techniki pozyskiwania organoidów pochodzących z mysich tkanek pochodzących z EHBD. Te organoidy EHBD zwane EHBDO będą ważnym narzędziem in vitro do badania mechanizmów leżących u podstaw homeostazy cholangiocytów EHBD i procesów chorobowych, takich jak cholangiopatie.