Datorită noilor sale „mini-stomac”, știința are acum un instrument valoros pentru a investiga modul în care se dezvoltă bolile legate de tractul digestiv, de la cancer la diabet.
Imaginile noilor mini-organe, publicate, împreună cu restul lucrărilor, în revista Nature, arată modul în care celulele stem simulează o versiune în miniatură a țesutului unui stomac uman.
„Am manipulat mediul în care cresc celulele stem pentru a imita mediul unui embrion în etapele cheie ale dezvoltării stomacului”, explică Jim Wells, investigatorul principal al Departamentului Dezvoltării Biologice și Endocrine de la Spitalul de Copii din Cincinnati, către Sinc și coautor al studiului.
Aceasta este prima dată când țesutul gastric uman este generat molecular. „Nimeni nu a generat celule gastrice din celulele stem”, explică Wells. „Am descoperit cum să promovăm formarea țesutului gastric tridimensional cu arhitectură complexă”.
Cheia creșterii organoidelor a fost cunoașterea, pas cu pas, a procesului de formare a stomacului în timpul dezvoltării embrionului. Simulând acest proces pe o farfurie Petri, oamenii de știință au forțat celulele stem să devină cele ale unui stomac. Într-o lună s-a format țesutul, care avea 3 milimetri în diametru.
Această realizare va beneficia de oamenii de știință care studiază originea și dezvoltarea bolilor legate de sistemul digestiv și va permite explorarea unor noi căi în proiectarea medicamentelor, potrivit autorilor studiului.
„Până acum, principala problemă în studierea bolilor legate de stomac a fost lipsa modelelor de laborator pentru a simula biologia umană”, spune Wells. Modelele de mouse au deficiențe de a investiga patologiile digestive ale oamenilor, datorită diferențelor dintre speciile în dezvoltarea embrionilor și arhitectura stomacului adult.
Pentru a începe experimentele cu mini-stomacurile de laborator, cercetătorii, în colaborare cu Școala de Medicină a Universității din Cincinnati, au infectat aceste țesuturi artificiale cu bacteria H. pylori, principala cauză a ulcerului peptic și a cancerului de stomac.
'Impresionat' de bacterii
Wells și colegii săi au fost „impresionați” de rapiditatea cu care bacteriile H. pylori au acoperit țesuturile epiteliale - care au unul sau mai multe straturi de celule legate între ele - de la stomacul infectat.După 24 de ore, bacteriile au activat modificările biochimice ale organului, iar țesutul a imitat perfect stadiile incipiente ale bolii gastrice cauzate de bacterii, inclusiv activarea unei gene canceroase numită c-Met și răspândirea rapidă de infecție în țesuturile epiteliale.
Cercetări de bază
Cercetătorii au trebuit să combine munca deja publicată cu studiile laboratorului propriu pentru a răspunde la o serie de întrebări de bază despre dezvoltarea și formarea stomacului. Wells insistă asupra lipsei informațiilor disponibile privind cercetarea de bază.„Această etapă nu ar fi fost posibilă dacă nu am fi avut studii anterioare ale altor cercetători de bază pentru a înțelege dezvoltarea embrionară a organului”, explică Wells.
