Fredag den 31. oktober 2014.- Forskere ved Cincinnati børnehospital Medical Center (USA) har formået at gengive humant gastrisk væv med pluripotente stamceller, der er i stand til at omdanne til enhver form for væv.
Takket være de nye 'minismager' har videnskaben nu et værdifuldt værktøj til at undersøge, hvordan sygdomme relateret til fordøjelseskanalen udvikler sig, fra kræft til diabetes.
Billederne af de nye miniorganer, der er offentliggjort sammen med resten af arbejdet i tidsskriftet Nature, viser, hvordan stamceller simulerer en miniatyrversion af væv fra en menneskelig mave.
"Vi har manipuleret miljøet, hvor vi dyrker stamceller, for at efterligne et embryos miljø i de vigtigste stadier af maveudvikling, " forklarer Jim Wells, hovedundersøgelsesleder for Institut for Biologisk og Endokrin Udvikling ved Børnehospitalet i Cincinnati, til Sinc og medforfatter til undersøgelsen.
Dette er første gang, at humant gastrisk væv genereres molekylært. "Ingen havde nogensinde genereret gastriske celler fra stamceller, " forklarer Wells. "Vi har opdaget, hvordan man kan fremme dannelsen af tredimensionelt gastrisk væv med kompleks arkitektur."
Nøglen til dyrkning af organoiderne var trin for trin at kende processen med dannelse af mave under udviklingen af embryoet. Ved at simulere denne proces på en petriskål tvang forskerne stamcellerne til at blive dem i en mave. I løbet af en måned var vævet dannet, hvilket var 3 millimeter i diameter.
Denne præstation vil gavne videnskabsfolk, der studerer oprindelsen og udviklingen af sygdomme relateret til fordøjelsessystemet, og vil give mulighed for at udforske nye veje inden for lægemiddeldesign, ifølge undersøgelsesforfatterne.
”Indtil nu har det største problem, når man studerer maverelaterede sygdomme, været manglen på laboratoriemodeller til simulering af human biologi, ” siger Wells. Musemodellerne har mangler til at undersøge fordøjelsespatologier hos mennesker på grund af forskellene mellem arter i udviklingen af embryoner og arkitekturen i den voksne mave.
For at begynde at eksperimentere med laboratoriemini-maver inficerede forskerne i samarbejde med University of Cincinnati School of Medicine disse kunstige væv med H. pylori-bakterierne, den vigtigste årsag til mavesår og mavekræft.
Efter 24 timer havde bakterierne aktiveret organets biokemiske ændringer, og vævet efterlignede perfekt de tidlige stadier af gastrisk sygdom forårsaget af bakterierne, herunder aktiveringen af et kræftgen kaldet c-Met og den hurtige spredning af infektion i epitelvæv.
"Denne milepæl ville ikke have været mulig, hvis vi ikke havde haft tidligere undersøgelser af andre basale forskere til at forstå den embryonale udvikling af orgelet, " forklarer Wells.
Kilde:
Tags:
Check-Out Familie Forskellige
Takket være de nye 'minismager' har videnskaben nu et værdifuldt værktøj til at undersøge, hvordan sygdomme relateret til fordøjelseskanalen udvikler sig, fra kræft til diabetes.
Billederne af de nye miniorganer, der er offentliggjort sammen med resten af arbejdet i tidsskriftet Nature, viser, hvordan stamceller simulerer en miniatyrversion af væv fra en menneskelig mave.
"Vi har manipuleret miljøet, hvor vi dyrker stamceller, for at efterligne et embryos miljø i de vigtigste stadier af maveudvikling, " forklarer Jim Wells, hovedundersøgelsesleder for Institut for Biologisk og Endokrin Udvikling ved Børnehospitalet i Cincinnati, til Sinc og medforfatter til undersøgelsen.
Dette er første gang, at humant gastrisk væv genereres molekylært. "Ingen havde nogensinde genereret gastriske celler fra stamceller, " forklarer Wells. "Vi har opdaget, hvordan man kan fremme dannelsen af tredimensionelt gastrisk væv med kompleks arkitektur."
Nøglen til dyrkning af organoiderne var trin for trin at kende processen med dannelse af mave under udviklingen af embryoet. Ved at simulere denne proces på en petriskål tvang forskerne stamcellerne til at blive dem i en mave. I løbet af en måned var vævet dannet, hvilket var 3 millimeter i diameter.
Denne præstation vil gavne videnskabsfolk, der studerer oprindelsen og udviklingen af sygdomme relateret til fordøjelsessystemet, og vil give mulighed for at udforske nye veje inden for lægemiddeldesign, ifølge undersøgelsesforfatterne.
”Indtil nu har det største problem, når man studerer maverelaterede sygdomme, været manglen på laboratoriemodeller til simulering af human biologi, ” siger Wells. Musemodellerne har mangler til at undersøge fordøjelsespatologier hos mennesker på grund af forskellene mellem arter i udviklingen af embryoner og arkitekturen i den voksne mave.
For at begynde at eksperimentere med laboratoriemini-maver inficerede forskerne i samarbejde med University of Cincinnati School of Medicine disse kunstige væv med H. pylori-bakterierne, den vigtigste årsag til mavesår og mavekræft.
'Imponeret' af bakterierne
Wells og hans kolleger var "imponeret" over den hurtighed, hvormed H. pylori-bakterierne overtrækkede epitelvæv - som har et eller flere lag af celler bundet sammen - fra den inficerede mave.Efter 24 timer havde bakterierne aktiveret organets biokemiske ændringer, og vævet efterlignede perfekt de tidlige stadier af gastrisk sygdom forårsaget af bakterierne, herunder aktiveringen af et kræftgen kaldet c-Met og den hurtige spredning af infektion i epitelvæv.
Grundlæggende forskning
Forskerne måtte kombinere det allerede offentliggjorte arbejde med undersøgelserne i deres eget laboratorium for at besvare en række grundlæggende spørgsmål om mavenes udvikling og dannelse. Wells insisterer på manglen på tilgængelig information om grundlæggende forskning."Denne milepæl ville ikke have været mulig, hvis vi ikke havde haft tidligere undersøgelser af andre basale forskere til at forstå den embryonale udvikling af orgelet, " forklarer Wells.
Kilde:
