Fredag 31. oktober 2014.- Forskere ved Cincinnati Children's Hospital Medical Center (USA) har klart å reprodusere humant magevev med pluripotente stamceller, som er i stand til å transformere seg til alle typer vev.
Takket være de nye "minismagene" har vitenskapen nå et verdifullt verktøy for å undersøke hvordan sykdommer relatert til fordøyelseskanalen utvikler seg, fra kreft til diabetes.
Bildene av de nye miniorganene, publisert sammen med resten av arbeidet, i tidsskriftet Nature, viser hvordan stamceller simulerer en miniatyrversjon av vevet i en menneskelig mage.
"Vi har manipulert miljøet der vi vokser stamceller for å etterligne miljøet til et embryo i de viktigste stadiene av mageutviklingen, " forklarer Jim Wells, hovedetterforsker ved Institutt for biologisk og endokrin utvikling ved Barnehospitalet i Cincinnati, til Sinc og medforfatter av studien.
Dette er første gang menneskelig magevev blir generert molekylært. "Ingen hadde noen gang generert gastriske celler fra stamceller, " forklarer Wells. "Vi har oppdaget hvordan vi kan fremme dannelsen av tredimensjonalt magevev med kompleks arkitektur."
Nøkkelen til å dyrke organoidene var å kjenne trinn for trinn for prosessen med dannelse av mage under utviklingen av embryoet. Etter å ha simulert denne prosessen på en petriskål, tvang forskerne stamcellene til å bli de i magen. I løpet av en måned hadde vevet dannet seg, som var 3 millimeter i diameter.
Denne bragden vil gagne forskere som studerer opprinnelse og utvikling av sykdommer relatert til fordøyelsessystemet, og vil tillate å utforske nye veier i medikamentdesign, ifølge studieforfatterne.
"Til nå har hovedproblemet når du studerer mageselaterte sykdommer vært mangelen på laboratoriemodeller for å simulere human biologi, " sier Wells. Musemodellene har mangler for å undersøke fordøyelsespatologier hos mennesker, på grunn av forskjellene mellom arter i utviklingen av embryoer og arkitekturen til den voksne magen.
For å begynne å eksperimentere med laboratoriemini-mager infiserte forskerne i samarbeid med University of Cincinnati School of Medicine disse kunstige vevene med H. pylori-bakteriene, den viktigste årsaken til magesår og magekreft.
Etter 24 timer hadde bakteriene aktivert organets biokjemiske forandringer, og vevet etterlignet de tidlige stadiene av magesykdom forårsaket av bakteriene perfekt, inkludert aktivering av et kreftgen som ble kalt c-Met og den raske spredningen av infeksjon i epitelvev.
"Denne milepælen ville ikke vært mulig hvis vi ikke hadde hatt tidligere studier av andre grunnleggende forskere for å forstå den embryonale utviklingen av orgelet, " forklarer Wells.
Kilde:
Tags:
Medisiner Ernæring Cut-And-Barn
Takket være de nye "minismagene" har vitenskapen nå et verdifullt verktøy for å undersøke hvordan sykdommer relatert til fordøyelseskanalen utvikler seg, fra kreft til diabetes.
Bildene av de nye miniorganene, publisert sammen med resten av arbeidet, i tidsskriftet Nature, viser hvordan stamceller simulerer en miniatyrversjon av vevet i en menneskelig mage.
"Vi har manipulert miljøet der vi vokser stamceller for å etterligne miljøet til et embryo i de viktigste stadiene av mageutviklingen, " forklarer Jim Wells, hovedetterforsker ved Institutt for biologisk og endokrin utvikling ved Barnehospitalet i Cincinnati, til Sinc og medforfatter av studien.
Dette er første gang menneskelig magevev blir generert molekylært. "Ingen hadde noen gang generert gastriske celler fra stamceller, " forklarer Wells. "Vi har oppdaget hvordan vi kan fremme dannelsen av tredimensjonalt magevev med kompleks arkitektur."
Nøkkelen til å dyrke organoidene var å kjenne trinn for trinn for prosessen med dannelse av mage under utviklingen av embryoet. Etter å ha simulert denne prosessen på en petriskål, tvang forskerne stamcellene til å bli de i magen. I løpet av en måned hadde vevet dannet seg, som var 3 millimeter i diameter.
Denne bragden vil gagne forskere som studerer opprinnelse og utvikling av sykdommer relatert til fordøyelsessystemet, og vil tillate å utforske nye veier i medikamentdesign, ifølge studieforfatterne.
"Til nå har hovedproblemet når du studerer mageselaterte sykdommer vært mangelen på laboratoriemodeller for å simulere human biologi, " sier Wells. Musemodellene har mangler for å undersøke fordøyelsespatologier hos mennesker, på grunn av forskjellene mellom arter i utviklingen av embryoer og arkitekturen til den voksne magen.
For å begynne å eksperimentere med laboratoriemini-mager infiserte forskerne i samarbeid med University of Cincinnati School of Medicine disse kunstige vevene med H. pylori-bakteriene, den viktigste årsaken til magesår og magekreft.
'Imponert' av bakteriene
Wells og kollegene hans ble "imponert" over hvor raskt H. pylori-bakteriene belagte epitelvev - som har ett eller flere lag med celler koblet sammen - fra den infiserte magen.Etter 24 timer hadde bakteriene aktivert organets biokjemiske forandringer, og vevet etterlignet de tidlige stadiene av magesykdom forårsaket av bakteriene perfekt, inkludert aktivering av et kreftgen som ble kalt c-Met og den raske spredningen av infeksjon i epitelvev.
Grunnleggende forskning
Forskerne måtte kombinere arbeidet som allerede er publisert med studiene til sitt eget laboratorium for å svare på en serie grunnleggende spørsmål om utvikling og dannelse av magen. Wells insisterer på mangelen på tilgjengelig informasjon om grunnleggende forskning."Denne milepælen ville ikke vært mulig hvis vi ikke hadde hatt tidligere studier av andre grunnleggende forskere for å forstå den embryonale utviklingen av orgelet, " forklarer Wells.
Kilde:
