Stammzellen machten zu Complex, Funktionsdarmgewebeim Labor
Zum ersten Mal haben Wissenschaftler funktionierenden menschlichen Darmgewebe im Labor aus pluripotenten Stammzellen erzeugt.
Stein eine Studie online veröffentlicht 12. Dezember durch NaturWissenschaftler aus Cincinnati Kinderklinik Medical Center sagen, ihre Ergebnisse werden die Tür zu beispiellosen Studien der menschlichen Darm- Entwicklung , Funktion und Krankheit zu öffnen. Das Verfahren ist auch ein wichtiger Schritt zur Erzeugung von Darmgewebe für die Transplantation , sagen Forscher.
"Dies ist die erste Studie zu zeigen, dass menschliche pluripotente Stammzellen in einer Petrischale kann angewiesen werden, menschliches Gewebe effizient bilden mit dreidimensionalen Architektur und zelluläre Zusammensetzung bemerkenswert ähnlich Darmgewebe ", sagte James Wells , Ph.D., Senior- Forscher auf der Studie und Forscher in der Abteilung für Entwicklungsbiologie in Cincinnati Kinder .
"Die Hoffnung ist , dass unsere Fähigkeit, Stammzellen in Darmgewebe biegen schließlich therapeutisch vorteilhaft für Menschen mit Erkrankungen wie nekrotisierende Enterokolitis , entzündliche Darmerkrankungen und Kurzdarmsyndromesein", fügte er hinzu.
In der Studie, führte ein Team von Wissenschaftlern um Dr. Wells und Studie der erste Autor Jason Spence , Ph.D. - Mitglied Dr. Wells ' Labor - verwendet zwei Arten von pluripotenten Zellen : menschliche embryonale Stammzellen ( hES ) und induzierten pluripotenten Stammzellen ( iPS-Zellen ) . iPS-Zellen wurden durch Neuprogrammierung biopsiert menschliche Hautzellen in pluripotente Stammzellen erzeugt. Diese wurde in Zusammenarbeit mit Cincinnati Kinder Forscher Susanne Wells , Ph.D., und Chris Mayhew , Ph.D., Co-Direktor des pluripotente Stammzelle Einrichtung der Institution gemacht .
hESCs sind pluripotent wegen ihrer Fähigkeit, zu einem mehr als 200 verschiedene Zelltypen des menschlichen Körpers werden genannt . iPS-Zellen aus den Zellen der einzelnen Patienten und therapeutischen Zellen von den iPS-Zellen abgeleitet würde dieser Person Erbgut haben und nicht dem Risiko der Ablehnung sein erzeugt werden. Da iPS -Technologie neu ist , bleibt es nicht bekannt, ob diese Zellen das gesamte Potenzial der hES , erklärte Dr. Wells . Dies veranlasste die Forscher , um beide iPS-Zellen und menschlichen embryonalen Stammzellen in dieser Studie verwenden , so dass sie Test weiter und vergleichen Sie die transformative Fähigkeiten jeder könnte .
Um pluripotenten Stammzellen in Darmgewebe zu drehen, durchgeführt Forscher eine zeitgesteuerte Reihe von Zellmanipulationenmit Chemikalien und Proteine, sogenannte Wachstumsfaktoren , embryonale Darmentwicklungim Labor nachzuahmen.
Der erste Schritt einge pluripotenten Stammzellen in eine embryonale Zelltyp genannt endgültige Endoderm , die zu der Auskleidung des Ösophagus , Magen und Darm sowie der Lunge, der Bauchspeicheldrüse und der Leber verursacht . Anschließend wurden Entodermzellen angewiesen, eine solche Organzelltypen, insbesondere embryonale Darmzellen als " Hinterdarm Vorläuferzellen " werden. Die Forscher dann die Zellen , was sie als "pro- Darm " Zellkultursystem , das Darmwachstumgefördert beschreiben unterzogen.
Innerhalb von 28 Tagen führten diese Schritte bei der Bildung von dreidimensionalen Gewebes ähnelt fötalen Darm , die alle wichtigen Darmzelltypenenthalten ist - einschließlich Enterozyten Kelch Paneth und enteroendokrinen Zellen. Das Gewebe weiter zu reifen und zu erwerben sowohl die Absorptions- und sekretorischen Funktionen des normalen menschlichen Darmgewebe und auch gebildet Darm spezifischen Stammzellen .
Dr. Wells sagte, sein Team und andere Forscher auf der ganzen Welt in der Lage, auf diesen Ergebnissen aufzubauen. Der Prozess wird als ein Werkzeug verwendet, um normale Darmentwicklungbei Menschen und das, was schief geht mit dem Darm bei Menschen mit Erkrankungen zu untersuchen.
Ein weiterer wichtiger Schritt ist , um zu bestimmen , wenn das Darmgewebe wirksam bei Transplantations basierenden Behandlungen von Darmerkrankungen , wie Kurzdarmsyndromist . Dieser Ansatz wird zunächst in Tieren in Zusammenarbeit mit Co-Autor Noah Shroyer , Ph.D., und Michael Helmrath , MS , MD, ein Transplantationschirurg in Cincinnati Kinder getestet. Letztlich wollen die Forscher diese Methoden in der Behandlung für Menschen zu übersetzen.
Die Forscher sagten, die Ergebnisse der Studie wird auch die Studien , um bessere Medikamente, die leichter vom Körper aufgenommen , da der Darm absorbiert die meisten Medikamente oral eingenommen zu entwerfen.
Hinweise:
Auch die Zusammenarbeit über die Studie von der Cincinnati Kinder- Abteilungen der Entwicklungsbiologie , Hämatologie / Onkologie , Pneumologie Biologie und Gastroenterologie, Hepatologie und Ernährung waren Scott Rankin , Matthew Kuhar , Jefferson, Vallance , Kathryn Tolle, Elizabeth Hoskins, Vladimir Kalinichenko und Aaron Zorn .
Primäre finanzielle Unterstützung kam von Zuschüssen durch die National Institutes of Health , um Drs. James Wells und Zorn und von der Juvenile Diabetes Research Foundation .
Quelle:
Nick
Cincinnati Kinderklinik Medical Center