Organoid żołądka, czyli struktura przypominająca organ zbudowana jest z pączkujących komórek, które są „miniaturową wersją żołądka”, mówią naukowcy. Dodają także, że to odkrycie może być przydatne w badaniach nad nowotworami żołądka, wrzodami i cukrzycą.
Rys.1 Mikroskopowy obraz stworzonego przez naukowców organoidu, Kyle McCracken
Zostały wykonane z komórek macierzystych wykazujących pluripotencję (czyli zdolność pojedynczej komórki do zróżnicowania się w dowolny typ komórek somatycznych poza komórkami trofoblastu). Badania te zostały opublikowane w czasopiśmie Nature.
„Do tej pory nie istniał żaden wystarczająco dobry sposób by przeprowadzać badania nad chorobami żołądka u ludzi,” powiedział Jim Wells, badacz biologii rozwoju w Cincinnati Children’s Hospital Medical Center w Ohio.
„Żołądek człowieka bardzo różni się od żołądka innych zwierząt. Poszczególne komórki , ich struktura i rozmieszczenie w tkankach naszego żołądka hodowanego sztucznie były praktycznie identyczne w stosunku do tych, które znajdziemy w naturalnym żołądku.”
Pluripotencjalne komórki macierzyste cieszą się ogromnym zainteresowaniem, ponieważ gdyby hodować je w laboratoriach, mogłyby zostać wymarzonym źródłem tkanek do przeszczepu. Ich źródło to komórki macierzyste pochodzące z embrionów we wczesnym stadium rozwoju i komórki dorosłe zmodyfikowanych do stadium młodocianego, znane jako indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste (iPS). Problemem jest jednak uzyskiwania komórek do zróżnicowania oraz sposób ich modyfikacji, tak by stały się komórkami poszczególnych organów.
Przeprowadzono nowe badania mające na celu identyfikację etapów zachodzących w czasie rozwoju embrionalnego, kiedy komórki różnicują się w specyficzne rodzaje tworzące żołądek.
Następnie, wszystkie te etapy powtórzono w warunkach in vitro na szalkach Petriego, tak że pluripotencjalne komórki macierzyste przekształcono w komórki endodermy, budujące pewne struktury układu oddechowego i pokarmowego. Później biochemicznie wymuszano na nich przekształcanie się w komórki regionu odźwiernikowego żołądka, który wydziela śluz i hormony.
Będąc wciąż na eksperymentalnym etapie, organoidy są dalekie od bycia zastępcami w pełni rozwiniętego żołądka. Jednak zapewniają materiał do badań nad takimi chorobami jak nowotwory, cukrzyca i otyłość.
Pierwsze testy na myszach sugerują, że pewnego dnia organoid może posłużyć jako „łatka” dla żołądka z ubytkami spowodowanymi przez chorobę wrzodową. Naukowcy wykorzystali mini-żołądek, aby zobaczyć w jaki sposób bakteria Helicobacter pylori – odpowiedzialna za wrzody – infekuje komórki okładzinowe żołądka.
Organoidy wyznaczyły również nowy sposób przekształcania komórek macierzystych w struktury trójwymiarowe.
- Kyle W. McCracken, Emily M. Cata, 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. Nature 2014 DOI: 10.1038/nature13863
- http://news.discovery.com/tech/biotechnology/artificial-mini-stomachs-made-in-the-lab-141030.htm
Opracowała: Olga Polakowska
Korekta: Maciej Bielak-Wolanin
