Miniaturmenschlicher Magen, der aus Stammzellen gewachsen ist

Mit pluripotenten Stammzellen haben Wissenschaftler erstmals einen voll funktionsfähigen Miniatur-Menschenmagen entwickelt. Die Forscher vom Cincinnati Kinderkrankenhaus in Ohio sagen, dass ihre Kreation ein "beispielloses Werkzeug" ist, mit dem eine Reihe von Krankheiten untersucht werden kann, die die öffentliche Gesundheit bedrohen, wie Krebs und metabolisches Syndrom.
Forscher sagen, dass der menschliche Miniatur-Magen - genannt ein "gastrisches organoid" des Menschen - ein Werkzeug zur Verfügung stellt, in dem eine Reihe Krankheiten, einschließlich Magenkrebs und Metabolisches Syndrom studiert werden.
Bildnachweis: Kyle McCracken

Früher in diesem Monat, Medizinische Nachrichten heute berichteten über eine weitere Studie aus dem Cincinnati Children's Hospital Medical Center, in der detailliert beschrieben wurde, wie voll funktionsfähige, miniaturisierte menschliche Därme geschaffen werden.

Nach der erfolgreichen Transplantation dieser Miniaturdärme - die als intestinale "Organoide" bezeichnet werden - in die Nieren von Mäusen, behaupteten die Forscher, dass ihre Ergebnisse eines Tages zur Herstellung von individuell angepasstem menschlichem Darmgewebe für die Behandlung von Magen-Darm-Erkrankungen führen könnten.

Einer der Autoren dieser Studie - James M. Wells, PhD, von den Abteilungen für Entwicklungsbiologie und Endokrinologie - ist der Hauptforscher dieser neuesten Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Natur.

Für diese Forschung verwendeten Wells und Kollegen menschliche pluripotente Stammzellen (hPSCs) - reife menschliche Zellen, die die Fähigkeit haben, sich in jeden Zelltyp im Körper zu verwandeln - um einen menschlichen Miniaturmagen oder "gastrischen Organoid" zu züchten.

"Bis zu dieser Studie hatte niemand Magenzellen aus hPSCs generiert", sagt Wells. "Darüber hinaus haben wir entdeckt, wie die Bildung von 3D-Magengewebe mit komplexer Architektur und zellulärer Zusammensetzung gefördert werden kann."

Verständnis der Magenbildung und der frühen Stadien der Krankheit

Bevor sie die Magenorganoide anbauen konnten, musste das Forscherteam genau bestimmen, wie der Magen während der Embryonalentwicklung gebildet wird. Um diesen Punkt zu erreichen, wurden zwei Jahre lang Analysen von bereits veröffentlichten Forschungsarbeiten zu dem Thema - von denen es wenig gab - und eine Reihe von Experimenten durchgeführt.

Sobald sie verstanden waren, wandten die Forscher die Magenbildungsprozesse auf hSPCs in einer Petrischale an und ermutigten sie, sich in winzige menschliche Mägen zu verwandeln.

Die Forscher sagen, dass die 3D menschlichen Magenorganoide - die etwa 3 mm Durchmesser haben - innerhalb von 1 Monat gebildet wurden.

Wells und Kollegen verwendeten dann die Organoide, um eine Infektion des Magens durch Bakterien, genannt Helicobacter pylori - bekannt dafür, Magengeschwüre und Magenkrebs zu verursachen.

Die Forscher fanden das innerhalb von 24 Stunden nach der Einführung H. pylori zu den gastrischen Organoiden traten biochemische Veränderungen auf. Insbesondere beobachteten die Forscher eine Replikation der frühen Stadien der Magenerkrankung. Dies beinhaltete die schnelle Ausbreitung der Infektion in Epithelgeweben und die Aktivierung von c-Met, einem Krebsgen.

Aber diese Entdeckungen sind nur der Anfang. Die Forscher sagen, die menschlichen Magen-Organoide ebnen den Weg für neue Medikamente, bieten ein Modell, um die frühen Stadien von Magenkrebs zu identifizieren und ermöglichen es Forschern, den Mechanismus Fettleibigkeit-bezogenen Diabetes zu beurteilen.

Darüber hinaus ermöglichte diese Studie den Forschern, die treibenden Kräfte hinter der normalen Magenbildung beim Menschen aufzuzeigen, was es einfacher macht zu bestimmen, was im Falle einer gestörten Magenbildung passiert.

Die Forscher fügen hinzu:

"Darüber hinaus ist dies unserer Kenntnis nach die erste 3D-Produktion eines menschlichen embryonalen Vorderdarms und stellt einen vielversprechenden Ausgangspunkt für die 3D-Erzeugung anderer Vorderdarm-Organgewebe einschließlich Fundus, Lunge und Pankreas dar."

Früher in diesem Jahr, MNT berichteten über eine Studie, in der Forscher behaupteten, vier verschiedene molekulare Subtypen von Magenkrebs identifiziert zu haben, von denen sie sagten, dass sie den Weg für personalisierte Behandlungen für Patienten mit der Krankheit ebnen könnten.

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