logo

Пользовательского поиска

Saturday 15th of December 2018

Впервые выращены органоиды человеческого желудка

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Стволовые клетки
Автор: Administrator   
09.11.2014 19:29

 

Строго говоря, эти небольшие желудки не являются органами. Это маленькие трехмерные подобные органам структуры, которые ученые называют органоидами. В лабораториях уже созданы органоиды щитовидной железы, головного мозга и кишечника.

Строго говоря, эти небольшие желудки не являются органами. Это маленькие трехмерные подобные органам структуры, которые ученые называют органоидами. В лабораториях уже созданы органоиды щитовидной железы, головного мозга и кишечника. (Фото: Kyle McCracken)


Ученые Детского медицинского центра Цинциннати (Cincinnati Children's Hospital Medical Center) сообщают в журнале Nature о создании из человеческих плюрипотентных стволовых клеток (клеток, способных стать клеткой любого типа) миниатюрной версии желудка. В сотрудничестве с исследователями из Медицинского колледжа Университета Цинциннати (University of Cincinnati College of Medicine) они использовали выращенные в лаборатории мини-желудки (так называемые желудочные органоиды) для изучения инфекции, вызываемой Helicobacter pylori, – одной из основных причин язвенной болезни и рака желудка.


По словам руководителя проекта Джеймса Вэллса (James Wells), PhD, этот первый случай выращивания 3D органоидов человеческого желудка (human gastric organoids, hGOs) открывает новые возможности в разработке лекарств, моделировании ранних стадий рака желудка и в изучении молекулярных механизмов, лежащих в основе связанного с ожирением диабета.

Эти крошечные желудки впервые выращены из человеческих плюрипотентных стволовых клеток. Они образуют сложные 3D структуры. Для их получения ученые использовали как данные фундаментальных исследований, так и метод проб и ошибок. В конечном итоге, им удалось найти нужные химические «выключатели», включающиеся и выключающиеся в процессе развития.

 

Эти крошечные желудки впервые выращены из человеческих плюрипотентных стволовых клеток. Они образуют сложные 3D структуры. Для их получения ученые использовали как данные фундаментальных исследований, так и метод проб и ошибок. В конечном итоге, им удалось найти нужные химические «выключатели», включающиеся и выключающиеся в процессе развития. (Фото: Kyle McCracken)

 

 

 

 

Кроме того, исследователи впервые получили трехмерную человеческую эмбриональную переднюю кишку – перспективную отправную точку для выращивания тканей других органов, являющихся производными передней кишки, например, легких и поджелудочной железы.

«До этого исследования никому не удавалось получить клетки желудка из человеческих плюрипотентных стволовых клеток», - говорит доктор Вэллс. «Кроме того, мы установили механизм стимулирования образования трехмерной ткани желудка, обладающей сложными архитектурой и клеточным составом».

Как и для обычных человеческих желудков, для крошечных выращенных в лаборатории желудочных органоидов характерны тканевые складки. На выстилке желудка находится светящийся зеленым белок Е-кадгерин.

 

Как и для обычных человеческих желудков, для крошечных выращенных в лаборатории желудочных органоидов характерны тканевые складки. На выстилке желудка находится светящийся зеленым белок Е-кадгерин. (Фото: Kyle McCracken)

 

 

 

Это важно, поскольку видовые различия в эмбриональном развитии и архитектуре взрослого желудка делают мышиные модели менее чем оптимальными для изучения развития и болезней человеческого желудка, подчеркивает доктор Вэллс.

Ученые могут использовать органоиды человеческого желудка в качестве нового исследовательского инструмента для изучения биохимических процессов в кишечнике, которые позволяют смягчить симптомы сахарного диабета 2 типа у пациентов с обходным желудочным анастомозом вскоре после операции, до значительной потери веса. Обусловленные ожирением диабет и метаболический синдром носят характер взрывной эпидемии. До сих пор главной проблемой в лечении этих и других связанных с желудком заболеваний было относительное отсутствие надежных лабораторных модельных систем, точно имитирующих биологию человека, объясняет Вэллс.

Органоиды не являются желудками в полном смысле слова. Эта ткань является моделью антрального отдела желудка, части органа, вырабатывающей белки, управляющие функциями выработки ферментов. Сейчас исследователи ищут способы получения части желудка, ответственной за выработку кислоты.

 

Органоиды не являются желудками в полном смысле слова. Эта ткань является моделью антрального отдела желудка, части органа, вырабатывающей белки, управляющие функциями выработки ферментов. Сейчас исследователи ищут способы получения части желудка, ответственной за выработку кислоты. (Фото: Kyle McCracken)

 

Ключом к выращиванию органоидов человеческого желудка стало определение этапов, необходимых для нормального формирования органа в период эмбрионального развития. Манипулируя этими нормальными процессами в чашке Петри, ученые смогли направить развитие плюрипотентных стволовых клеток в клетки желудка. За месяц эти манипуляции привели к образованию 3D органоидов диаметром около 3 мм. Кроме того, доктор Вэллс и его коллеги использовали этот подход для идентификации драйверов нормального формирования желудка у человека, что дает возможность понять, что идет не так при нарушении этого процесса.

Ученые были поражены тем, как быстро бактерии H. pylori инфицировали эпителиальные ткани желудка. В течение 24 часов бактерии вызвали биохимические изменения в органе, и органоиды человеческого желудка точно имитировали ранние стадии болезни желудка, вызываемой этими бактериями, включая активизацию гена рака с-Met и быстрое распространение инфекции в эпителиальных тканях.

Язвообразующие бактерии H. pylori (красным показаны) в разделе миниатюрного человеческого желудка (зеленый). Созданные в лаборатории органоиды желудка могут служить полезной моделью для ученых, изучающих вызываемые H. pylori инфекции у человека. Голубовато-фиолетовым светится белок Е-кадгерин (E-cadherin) на выстилке желудка.

 

Язвообразующие бактерии H. pylori (красным показаны) в разделе миниатюрного человеческого желудка (зеленый). Созданные в лаборатории органоиды желудка могут служить полезной моделью для ученых, изучающих вызываемые H. pylori инфекции у человека. Голубовато-фиолетовым светится белок Е-кадгерин (E-cadherin) на выстилке желудка. (Фото: Kyle McCracken)

 

 

 

 

В ходе работы исследователи столкнулись с относительным недостатком научных данных о развитии человеческого желудка. Чтобы ответить на ряд основных вопросов об этом процессе, им пришлось использовать как опубликованные работы, так и данные, полученные в их собственной лаборатории. Через два года их подход, заключавшийся в экспериментировании с различными факторами, стимулирующими образование желудка, в конце концов, привел к формированию в чашке Петри 3D тканей желудка человека.

Доктор Вэллс подчеркивает важность фундаментальных исследований для конечного успеха этого проекта, добавляя, что «этот важный рубеж не был бы достигнут, если бы не предыдущие исследования многих других ученых в области развития эмбриональных органов».

 

 

По материалам

Scientists Generate First Human Stomach Tissue in Lab with Stem Cells

 

Оригинальная статья:

Kyle W. McCracken, Emily M. Catá, Calyn M. Crawford, Katie L. Sinagoga, Michael Schumacher, Briana E. Rockich, Yu-Hwai Tsai, Christopher N. Mayhew, Jason R. Spence, Yana Zavros, James M. Wells. Modelling human development and disease in pluripotent stem-cell-derived gastric organoids

 

 

© «Впервые выращены органоиды человеческого желудка». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Стволовые клетки. Письменное разрешение обязательно.

 

 

 

 

Related Articles:
 

Читайте также

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday219
mod_vvisit_counterYesterday966
mod_vvisit_counterThis week7014
mod_vvisit_counterLast week14302
mod_vvisit_counterThis month23163
mod_vvisit_counterLast month31567
mod_vvisit_counterAll days4223760

We have: 77 guests, 3 bots online
Your IP: 52.91.185.49
 , 
Today: Дек 15, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.