Minuscule Estomacs humaines cultivées en laboratoire
Ils peuvent être petits, mais les nouveaux estomacs humains miniatures cultivés en laboratoire pourraient un jour aider les chercheurs à mieux comprendre comment l'estomac se développe, ainsi que les maladies qui peuvent le frapper.
En utilisant des cellules souches humaines et une série de commutateurs chimiques, les chercheurs ont augmenté estomacs mesurant 0,1 pouce (3 millimètres) de diamètre, dans des boîtes de laboratoire, selon un rapport publié aujourd'hui (29 octobre) dans la revue Nature.
"Il était vraiment remarquable pour nous combien il ressemblait à un estomac», a déclaré le chercheur Jim Wells, professeur de biologie du développement au Hospital Medical Center de Cincinnati Children.
Cultiver un estomac miniature avait ses obstacles. Il n'y a pas beaucoup d'informations sur la façon dont les formes d'estomac humaines au cours du développement embryonnaire, de sorte que les chercheurs devaient compter sur la recherche fondamentale, ainsi que de tâtonnements, Wells a dit. En outre, la capacité de croître tout organe en trois dimensions dans un laboratoire est un développement relativement récent. D'autres chercheurs ont cultivé des échantillons plats de tissu gastrique, mais quelques-uns avaient sauté avec succès sur le territoire 3D, dit-il.
Techniquement, les petits estomacs ne sont pas des organes, mais organites: structures en 3 dimensions miniatures d'un organe. Ils ont àpeu près un mois pour cultiver.
"Ces organites gastriques vont permettre aux gens de faire des expériences qu'ils ont jamais pu faire auparavant», a déclaré Wells.
Estomac ferme
L'expérience a commencé avec des cellules souches pluripotentes humaines, qui peuvent devenir une cellule dans le corps humain si on leur donne les instructions chimiques droites. Les chercheurs ont utilisé deux types de cellules souches - un groupe a été dérivé d'un embryon humain qui a été faite il y a environ 15 ans, et l'autre a été dérivée à partir de cellules adultes de peau humaine, en utilisant une technique qui a remporté le prix Nobel de médecine en 2012.
Les chercheurs ont utilisé des produits chimiques pour amener les cellules à créer l'endoderme définitif, qui est une couche plane de cellules qui se forme pendant le développement embryonnaire précoce. À ce stade, les cellules pourraient encore devenir d'autres cellules, y compris celles formant le foie, le pancréas, du poumon ou de l'estomac.
Ensuite, les chercheurs ont ajouté deux autres signaux de protéines, de dire les cellules pour former une structure en forme de tube en trois dimensions appelé foregut.
«Voilà où nous présentons notre mojo spécial pour aller de la 2D à la 3D," a dit Wells. «Nous déclencher ce qui se produirait normalement au cours du développement embryonnaire, lorsque les embryons commencent type de plat, puis rouler dans un embryon en trois dimensions."
Il a décrit les organites comme «forme ovale, structures creuses" avec intérieur qui ont des plis comme ceux d'un estomac normal.
D'autres scientifiques travaillant sur la médecine régénérative appelle le développement d'une grande avancée dans la recherche gastrique.
"Il est une belle étude et très innovante», a déclaré le Dr Jason Mills, professeur agrégé de gastro-entérologie à la Washington University School of Medicine à St. Louis, qui n'a pas participé à la recherche. «Nous sommes maintenant en mesure de prendre les cellules de la peau de l'individu humain des patients et de les transformer en petits mini estomacs, ou vraiment une partie de l'estomac."
Les organites ne sont pas tout à fait complète estomacs. L'estomac est divisé en deux parties, dont une qui rend l'acide qui digère les aliments, et un autre niveau de l'antre gastrique, qui rend les protéines qui contrôlent la production des enzymes et des acides digestifs. Les organiods ne comprennent que l'antre gastrique.
"On n'a pas fait la partie de l'estomac qui fait réellement l'acide», mais les chercheurs travaillent sur ce point, Wells a dit.
Mais les organites peuvent encore aider les chercheurs à savoir sur les maladies de l'estomac et du développement, a déclaré le Dr Tracy Grikscheit, professeur adjoint en chirurgie pédiatrique à la Keck School of Medicine de l'Université de Californie du Sud, qui n'a pas participé à l'étude.
"Dans cet article, ils reproduisent efficacement la plupart des composants d'une partie de l'estomac, l'antre gastrique, ce qui permet une maladie humaine à modéliser dans un plat au lieu d'un patient", a déclaré Grikscheit Live Science dans un courriel. Cela peut permettre à d'autres scientifiques "de faire des progrès vers les futures thérapies humaines», dit-elle.
Test ulcères
Une demande de recherche utilisera les estomacs pour étudier les effets d'une bactérie appelée Helicobacter pylori, qui provoque la maladie gastrique chez environ 10 pour cent des personnes dans le monde, et a été liée à des conditions de l’estomac de ulcères à un cancer gastrique.
La recherche chez les animaux n'a pas avéré être une bonne façon d'étudier H. de pylori les effets chez les personnes. Les bactéries "ne font pas les mêmes mauvaises choses quand vous le mettez dans un estomac de la souris», a dit Wells.
Wells et ses collègues ont pris les organites d'estomac humains Yana Zavros, professeur adjoint de physiologie moléculaire et cellulaire à l'Université de Cincinnati, dont l’équipe leur a injecté H. pylori.
"Les bactéries ont fait à peu près ce que nous nous attendions à faire», a dit Wells, ce qui suggère que les organites sont un bon modèle pour la maladie humaine.
Les organites peuvent également servir un jour comme une source de plaques de tissu que les médecins pourraient implanter dans les patients avec l'estomac d'ulcère endommagé, at-il ajouté.
