Человеческий желудок вырастили в пробирке

26.08.2010 Наука и жизнь

«Минижелудок», развившийся из стволовых клеток человека, сумелсвернуться в трёхмерную структуру, подобную обычному, естественному органу.

Исследователи из Медицинского центра при детской поликлинике Цинциннати (США) сумели вырастить в пробирке человеческий желудок. Действительно, по размерам он не превышает 3 мм в диаметре, но, не обращая внимания на собственную миниатюрность, он во многом повторяет структуру «натурального» органа.

Тут и ниже – желудочный органоид, полученный в лабораторных условиях. (Фото Kyle McCracken / Cincinnati Children’s Hospital Medical Center.) ‹ ›

Джеймс Уэллс (James M Wells) вместе с сотрудниками воспользовались плюрипотентными стволовыми клетками человека, из которых возможно взять любую разновидность клеток организма. Сами стволовые клетки были двух видов: натуральные, полученные ещё 15 лет назад из людской эмбриона, и неестественные, либо индуцированные, полученные в следствии молекулярного перепрограммирования специальных клеток кожи.Человеческий желудок вырастили в пробирке

На данный момент применение стволовых клеток из эмбриона сопряжено со многими юридическими проблемами, исходя из этого в таких изучениях чаще применяют индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Но клетки, забранные у эмбриона много лет назад, благодаря особым способам хранения и благодаря их собственному бессмертию (возможно они смогут жить и размножаться очень долго), также смогут быть использованы в подобного рода опытах.

Сущность задачи была в том, чтобы совершить стволовые клетки через пара последовательных стадий развития желудка. Сперва был организован так называемый внутренний зародышевый листок, либо энтодерма, образующийся на самых ранних этапах развития эмбриона. Клетки энтодермы, не смотря на то, что и пара теряют во «всемогуществе», ещё смогут дать начало самым различным органам, не только желудку, но и лёгким, печени, поджелудочной железе.

На следующем шаге специализации такая неестественная энтодерма приобретала сигнал превратиться в трубку – прототип желудочного мешка. (Под знаком нужно осознавать очередную порцию особенных белков, связывающихся с клеточными рецепторами и меняющими активность генов.) Фактически, это и стало главным результатом опыта: плоскую клеточную структуру удалось перевоплотить в трёхмерную. Такое превращение происходит и с простым зародышем, но в лабораторных условиях воспроизвести стадию перехода от 2D в 3D поразительно сложно.

Не будет преувеличением заявить, что таковой переход стал одной из основных задач в современной биологии развития, решать которую пробовали самыми различными методами. Особенно это относится сложных органов, со сложной внутренней структурой, складывающейся из нескольких типов клеток и пронизанных кровеносными сосудами.

К примеру, сравнительно не так давно исследователи из Массачусетской поликлиники в Бостоне (США) применяли для получения трёхмерной почки соединительнотканный каркас, что обрастал нужными клетками, а их коллеги из Университета Солка (США) с той же целью додавали к растущему органу специальные клетки из зрелой почки (обе работы с 3D-почкой вышли в прошедшем сезоне). Были кроме этого попытки собирать трёхмерные образцы живой ткани посредством 3D-принтера. Интерес к данной проблеме ясен – все отечественные клетки функционируют в трёхмерном окружении соседей, в объёмных органах, мы же изучаем их в плоских клеточных культурах, и потому многие особенности сотрудничества клеток между собой остаются от нас скрытыми.

Авторы работы предпочитают именовать то, что у них вышло, не желудком, но желудочным органоидом. Не смотря на то, что в у него имеется характерные складки, кое-какие ответственные показатели настоящего желудка у него отсутствуют. К примеру, в нём имеется участок,под контролем которого находиться работу пищеварительных ферментов и кислотного отдела, но нет фактически кислотного участка.

Но кроме того в таком виде «минижелудок» возможно красивым объектом как для изучения обычного эмбрионального развития желудка (где до сих пор имеется большое количество белых пятен), так и для изучения заболеваний. Так, в собственной статье в Nature авторы обрисовывают реакцию желудочного органоида на известную бактерию Helicobacter pylori, которая довольно часто является причиной развития гастритов, язв а также рака. Бактерии хватило дней, дабы вызвать ранние этапы гастрита и активировать один из онкогенов, причём реакция органоида и распространение инфекции на неё была практически такой же, как у простого желудка.

Практически несколько недель назад та же команда из Медицинского центра при детской поликлинике Цинциннати выпустила в Nature Medicine другую статью, в которой обрисовывала кишечный человеческий органоид, кроме этого полученный из стволовых клеток человека, но пересаженный позже в мышь. Причём не в кишечник мыши, а в почку, где человеческий органоид имел возможность взять с кровью достаточно питательных веществ для предстоящего развития.

Сама мышь была соответствующим образом промодифицирована, дабы её иммунитет не атаковал чужеродную ткань. Очевидно, в возможности такие способы смогут разрешить нам выращивать самые различные органы для пересадки, не опасаясь отторжения (так как выращивать их будут из собственных клеток больного, переведённых в стволовое состояние), но случится это, по-видимому, ещё не скоро.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

Желудок — в рамки приличия!


Похожие статьи, которые вам понравятся: