Ett team av forskare vid Tufts University School of Medicine utvecklade en metod för att odla och underhålla luktstamceller i kultur, som sedan kan användas för att återställa vävnad i näsan. Upptäckten väcker hopp om att framtida terapier kan utvecklas för att återställa luktsinnet hos individer där det har skadats av skada eller degeneration.

Stamcellerna, kallas horisontella basalceller (HBCs), kan återbefolka alla typer av luktepitel (OE), inklusive sensoriska neuroner, när de transplanteras in i skadad vävnad. Publicerad idag i tidningen Stamcellsrapporter , utvecklingen banar väg för ytterligare forskning om stamcellstransplantationsterapier, eller farmakologiska metoder som stimulerar stamceller i näsan att regenerera vävnad.

Nerverna som ger luktsinnet är unika jämfört med resten av nervsystemet, genom att de kan utlösa ett robust och nästan fullständigt regenerativt svar efter skada. OE-vävnad innehåller två typer av stamceller - globos basalceller (GBC) och HBC. GBC:erna har framgångsrikt odlats och verkar ha en primär roll i återpopulation av celler som har gått förlorade till rutinmässig omsättning. HBC, dock, förblir vilande och aktiveras inte förrän det finns en skada. Tyvärr, studier på dessa celler har begränsats av det faktum att de inte kunde expanderas och bibehållas i kultur. I den här studien, forskarna fastställde de optimala förutsättningarna för att expandera och bibehålla friska HBC-stamceller i kultur, lånemetoder och faktorer som används för att upprätthålla respiratoriska stamceller.

"När vi bestämde att vi kunde odla HBC i labbet, och att de uttryckte samma identifierande molekylära markörer som hittats in vivo, vi försökte bekräfta om de skulle fungera lika bra som in vivo HBC – kan de regenerera vävnad som har skadats – och det gjorde de!” sa James Schwob, M.D., Ph.D., professor i utvecklingsmolekylär och kemisk biologi vid Tufts University School of Medicine, och motsvarande författare för studien.

Trots en naturlig förmåga till förnyelse, dysfunktion i luktsinnet rapporteras fortfarande bland 19,4 procent av befolkningen (OLFACAT-studie, 2003), med 0,3 procent som upplever fullständig luktförlust. Orsakerna varierar från åldrande, skada, rökning, och neurodegenerativa sjukdomar till vissa mediciner.

Schwob och hans team upptäckte att de labbodlade HBC:erna kunde fylla ut luktskador, genererar flera celltyper inklusive Sus-celler, basalceller och luktsensoriska nervceller.

"HBCs i kulturen förblev stilla, ungefär som de gör in vivo, men vi kunde trigga dem till ett aktivt tillstånd för att starta differentieringsprocessen till olika luktepitelceller precis innan de ympades in i skadad vävnad, sa Jesse Peterson, Ph.D., första författare till studien och för närvarande postdoktor vid MRC Laboratory of Molecular Biology. Peterson genomförde studien som en del av sin doktorsavhandling vid Sackler School of Graduate Biomedical Sciences i Tufts, rådgiven av Schwob.

Den utlösare som användes var retinsyra, som har effekten att sänka nivåerna av proteinet P63 i cellerna, leder till stamcellsaktivering. P63 fungerar som en "master control switch" och är känd för att minska nivåerna under skada, övergång av HBC från viloläge till aktivering in vivo. En mer grundlig förståelse av P63:s roll har hämmats av den långsamma takten i in vivo-studier. Med labbodlade HBC, aktiveringsmekanismerna kan undersökas närmare.

"Nu när vi kan skapa en reserv av vilande stamceller, vi ser detta som ett användbart verktyg för att utforska sätt att styra celldifferentiering mot specifika celltyper, och utveckla nya stamcellsterapier för vävnads- och sensorisk regenerering – med hjälp av patientens egna stamceller för odling och transplantation, eller farmakologiska ingrepp för att aktivera patientens egna vilande stamceller i näsan, sa Schwob.