Παρασκευή 31 Οκτωβρίου 2014. Οι επιστήμονες στο Ιατρικό Κέντρο Νοσοκομείου Παιδικών Κινδύνων του Cincinnati (ΗΠΑ) κατάφεραν να αναπαράγουν ανθρώπινο γαστρικό ιστό με πολυδύναμα βλαστοκύτταρα ικανά να μετασχηματιστούν σε οποιοδήποτε τύπο ιστού.
Χάρη στα νέα μίνι-στομάχια, η επιστήμη έχει τώρα ένα πολύτιμο εργαλείο για να διερευνήσει πώς αναπτύσσονται οι ασθένειες που σχετίζονται με τον πεπτικό σωλήνα, από τον καρκίνο στον διαβήτη.
Οι εικόνες των νέων μίνι οργάνων, που δημοσιεύθηκαν μαζί με το υπόλοιπο έργο, στο περιοδικό Nature, δείχνουν πώς τα βλαστικά κύτταρα προσομοιάζουν μια μικρογραφία του ιστού ενός ανθρώπινου στομάχου.
"Επεξεργαστήκαμε το περιβάλλον στο οποίο καλλιεργούμε βλαστοκύτταρα για να μιμηθούμε το περιβάλλον ενός εμβρύου στα βασικά στάδια της ανάπτυξης του στομάχου", εξηγεί ο Jim Wells, κύριος ερευνητής του Τμήματος Βιολογικής και Ενδοκρινικής Ανάπτυξης στο Παιδικό Νοσοκομείο του Cincinnati, στον Sinc και συν-συγγραφέας της μελέτης.
Αυτή είναι η πρώτη φορά που ο ανθρώπινος γαστρικός ιστός παράγεται μοριακά. "Κανείς δεν είχε ποτέ παράγει γαστρικά κύτταρα από βλαστοκύτταρα", εξηγεί ο Wells. «Ανακαλύψαμε πώς να προωθήσουμε το σχηματισμό τρισδιάστατου γαστρικού ιστού με σύνθετη αρχιτεκτονική».
Το κλειδί για την ανάπτυξη των οργανοειδών ήταν να γνωρίζουμε, βήμα προς βήμα, τη διαδικασία σχηματισμού του στομάχου κατά την ανάπτυξη του εμβρύου. Με την προσομοίωση αυτής της διαδικασίας σε ένα πιάτο Petri, οι επιστήμονες ανάγκασαν τα βλαστικά κύτταρα να γίνουν αυτά του στομάχου. Σε ένα μήνα σχηματίστηκε ιστός, η οποία είχε διάμετρο 3 χιλιοστών.
Αυτό το επίτευγμα θα ωφελήσει επιστήμονες που μελετούν την προέλευση και ανάπτυξη ασθενειών που σχετίζονται με το πεπτικό σύστημα και θα επιτρέψουν τη διερεύνηση νέων μονοπατιών στον σχεδιασμό φαρμάκων, σύμφωνα με τους συγγραφείς της μελέτης.
"Μέχρι τώρα, το κύριο πρόβλημα κατά τη μελέτη ασθενειών που σχετίζονται με το στομάχι ήταν η έλλειψη εργαστηριακών μοντέλων για την προσομοίωση της ανθρώπινης βιολογίας", λέει ο Wells. Τα μοντέλα των ποντικών έχουν ανεπάρκειες για να διερευνήσουν πεπτικές παθήσεις των ανθρώπων, λόγω των διαφορών μεταξύ των ειδών στην ανάπτυξη των εμβρύων και της αρχιτεκτονικής του ενήλικα στομάχου.
Για να αρχίσουν να πειραματίζονται με εργαστηριακά μίνι στομάχια, οι ερευνητές, σε συνεργασία με την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Cincinnati, μολύνθηκαν με τεχνητά ιστούς με βακτήρια Η. Pylori, την κύρια αιτία του πεπτικού έλκους και του καρκίνου του στομάχου.
Μετά από 24 ώρες, τα βακτηρίδια είχαν ενεργοποιήσει τις βιοχημικές μεταβολές του οργάνου και ο ιστός μίλησε τέλεια τα αρχικά στάδια της γαστρικής νόσου που προκαλούν τα βακτήρια, συμπεριλαμβανομένης της ενεργοποίησης ενός καρκινικού γονιδίου που ονομάζεται c-Met και της ταχείας εξάπλωσης της μόλυνσης στους επιθηλιακούς ιστούς.
"Αυτό το ορόσημο δεν θα ήταν εφικτό εάν δεν είχαμε προηγούμενες μελέτες άλλων βασικών ερευνητών για να κατανοήσουμε την εμβρυϊκή ανάπτυξη του οργάνου", εξηγεί ο Wells.
Πηγή:
Ετικέτες:
Γλωσσάριο Υγεία Οικογένεια
Χάρη στα νέα μίνι-στομάχια, η επιστήμη έχει τώρα ένα πολύτιμο εργαλείο για να διερευνήσει πώς αναπτύσσονται οι ασθένειες που σχετίζονται με τον πεπτικό σωλήνα, από τον καρκίνο στον διαβήτη.
Οι εικόνες των νέων μίνι οργάνων, που δημοσιεύθηκαν μαζί με το υπόλοιπο έργο, στο περιοδικό Nature, δείχνουν πώς τα βλαστικά κύτταρα προσομοιάζουν μια μικρογραφία του ιστού ενός ανθρώπινου στομάχου.
"Επεξεργαστήκαμε το περιβάλλον στο οποίο καλλιεργούμε βλαστοκύτταρα για να μιμηθούμε το περιβάλλον ενός εμβρύου στα βασικά στάδια της ανάπτυξης του στομάχου", εξηγεί ο Jim Wells, κύριος ερευνητής του Τμήματος Βιολογικής και Ενδοκρινικής Ανάπτυξης στο Παιδικό Νοσοκομείο του Cincinnati, στον Sinc και συν-συγγραφέας της μελέτης.
Αυτή είναι η πρώτη φορά που ο ανθρώπινος γαστρικός ιστός παράγεται μοριακά. "Κανείς δεν είχε ποτέ παράγει γαστρικά κύτταρα από βλαστοκύτταρα", εξηγεί ο Wells. «Ανακαλύψαμε πώς να προωθήσουμε το σχηματισμό τρισδιάστατου γαστρικού ιστού με σύνθετη αρχιτεκτονική».
Το κλειδί για την ανάπτυξη των οργανοειδών ήταν να γνωρίζουμε, βήμα προς βήμα, τη διαδικασία σχηματισμού του στομάχου κατά την ανάπτυξη του εμβρύου. Με την προσομοίωση αυτής της διαδικασίας σε ένα πιάτο Petri, οι επιστήμονες ανάγκασαν τα βλαστικά κύτταρα να γίνουν αυτά του στομάχου. Σε ένα μήνα σχηματίστηκε ιστός, η οποία είχε διάμετρο 3 χιλιοστών.
Αυτό το επίτευγμα θα ωφελήσει επιστήμονες που μελετούν την προέλευση και ανάπτυξη ασθενειών που σχετίζονται με το πεπτικό σύστημα και θα επιτρέψουν τη διερεύνηση νέων μονοπατιών στον σχεδιασμό φαρμάκων, σύμφωνα με τους συγγραφείς της μελέτης.
"Μέχρι τώρα, το κύριο πρόβλημα κατά τη μελέτη ασθενειών που σχετίζονται με το στομάχι ήταν η έλλειψη εργαστηριακών μοντέλων για την προσομοίωση της ανθρώπινης βιολογίας", λέει ο Wells. Τα μοντέλα των ποντικών έχουν ανεπάρκειες για να διερευνήσουν πεπτικές παθήσεις των ανθρώπων, λόγω των διαφορών μεταξύ των ειδών στην ανάπτυξη των εμβρύων και της αρχιτεκτονικής του ενήλικα στομάχου.
Για να αρχίσουν να πειραματίζονται με εργαστηριακά μίνι στομάχια, οι ερευνητές, σε συνεργασία με την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Cincinnati, μολύνθηκαν με τεχνητά ιστούς με βακτήρια Η. Pylori, την κύρια αιτία του πεπτικού έλκους και του καρκίνου του στομάχου.
«Εντυπωσιασμένος» από τα βακτηρίδια
Ο Wells και οι συνάδελφοί του «εντυπωσιάστηκαν» από την ταχύτητα με την οποία τα βακτηρίδια του H. pylori επικαλύπτουν τους επιθηλιακούς ιστούς - που έχουν ένα ή περισσότερα στρώματα κυττάρων συνδεδεμένα μεταξύ τους - από το μολυσμένο στομάχι.Μετά από 24 ώρες, τα βακτηρίδια είχαν ενεργοποιήσει τις βιοχημικές μεταβολές του οργάνου και ο ιστός μίλησε τέλεια τα αρχικά στάδια της γαστρικής νόσου που προκαλούν τα βακτήρια, συμπεριλαμβανομένης της ενεργοποίησης ενός καρκινικού γονιδίου που ονομάζεται c-Met και της ταχείας εξάπλωσης της μόλυνσης στους επιθηλιακούς ιστούς.
Βασική έρευνα
Οι ερευνητές έπρεπε να συνδυάσουν το έργο που έχει ήδη δημοσιευθεί με τις μελέτες του δικού τους εργαστηρίου για να απαντήσουν σε μια σειρά από βασικές ερωτήσεις σχετικά με την ανάπτυξη και το σχηματισμό του στομάχου. Ο Wells επιμένει στην έλλειψη διαθέσιμων πληροφοριών σχετικά με τη βασική έρευνα."Αυτό το ορόσημο δεν θα ήταν εφικτό εάν δεν είχαμε προηγούμενες μελέτες άλλων βασικών ερευνητών για να κατανοήσουμε την εμβρυϊκή ανάπτυξη του οργάνου", εξηγεί ο Wells.
Πηγή:
