Желудок из пробирки

При детской больнице Цинцинати (США), в мед. центре завершили работы по выращиванию человеческого желудочка в пробирке. Известные исследователи всё-таки сумели вырастить "минижелудок", который появился из стволовых клеток организма человека и свернулся в трехмерную структуру, похожую на нормальный, естественный орган. Невзирая на миниатюрность (диаметр – 3 миллиметра), его структура подобна структуре человеческого органа.

Джеймс Уэллс со своими коллегами использовали плюрипотентные стволовые клетки человека. В экспериментах использовали два вида стволовых клеток. Одни были получены пятнадцать лет назад из эмбриона человека. Другие же, также искусственно были выработаны по результатам молекулярного перепрограммирования, в котором были использованы специализированные клетки кожи. Работа со стволовыми клетками из эмбриона в настоящее время имеет большие юридические проблемы, вследствие чего исследователи работают с искусственными (индуцированными) стволовыми клетками. Но те клетки, которые были давно взяты из эмбриона, тоже можно использовать в экспериментах. Все это благодаря тому, что для их сохранения были применены специальные методы.

Результат эксперимента

Во время эксперимента перед исследователями стояла задача сделать так, чтобы стволовые клетки прошли через все стадии развития органа, а их несколько. Прежде всего, исследователи сформировали энтодерма. Его также называют так называемый лист. Он образуется на этапе развития зародыша. Клетки энтодерма способны дать толчок для развития самых разных органов, кроме желудка. Это и легкие, и печень и поджелудочная железа.

Следующий шаг специализации - получение сигнала превращения в трубку. Эта трубка является как-бы прототипом желудочного мешка. Сигнал – это очередная порция специальных белков, которые сливаются с рецепторами клеток и изменяют генную активность.

Всё это и есть важный результат данного эксперимента: превращение плоской клеточной структуры в трёхмерную. У обычного зародыша тоже может произойти такое изменение, но в обычных условиях и лабораториях, затруднительно создать стадию переход от 2D к 3D.

Без преувеличения можно сказать, что этот переход является главной задачей современной биологии, решить которую пробовали различными способами. Это особо касается проблемы со сложными органами, у которых сложная внутренняя структура.

Эта проблема интересна тем, что клетки нашего с вами организма находятся и живут в достаточно объёмных органах. Изучение клеток велось в клеточных структурах, а значит большинство особенностей того, как они взаимодействуют между собой – были скрыты от исследователей.

Перспективы эксперимента

Джеймс Уэллс со своими коллегами называют то, что у них получилось не желудок, а желудочный органоид. Ведь внутри этого органа присутствуют характерные складки, но многих важнейших признаков и свойств настоящего желудка – он лишен.

Допустим, у него есть участок, который контролирует функцию самого главного отдела кислоты и пищеварительный фермент, но отсутствует сам кислотный участок. Но и в таком виде "минижелудок" - уникальный объект для работы над проблемными вопросами.

Статья, которая была опубликована в Nature, описывает подробно реакцию этого желудочного органоида. Именно эта бактерия зачастую является причиной развития всеми известного гастрита, язвы и рака желудка. За сутки бактерии спровоцировали ранние стадии гастрита и активировали онкоген. Причем процесс распространения инфекции и реакция на нее органоида была практически аналогичной с обычным желудком.

Перспективы данного эксперимента очевидны. В дальнейшем это позволит работать над выращиванием различных органов для пересадки, не опасаясь отторжения.