Los científicos informan en Naturaleza utilizando células madre pluripotentes para generar tejidos estomacales humanos en una placa de Petri que produce ácido y enzimas digestivas.
Publicando sus hallazgos en línea el 4 de enero, los investigadores del Centro Médico del Hospital de Niños de Cincinnati cultivaron tejidos de la región del cuerpo / fondo del estómago. El estudio se produce dos años después de que el mismo equipo generara la región productora de hormonas del estómago antro.
El descubrimiento significa que los investigadores ahora pueden hacer crecer ambas partes del estómago humano para estudiar enfermedades, modelar nuevos tratamientos y comprender el desarrollo humano y la salud de formas nunca antes posibles.
"Ahora que podemos cultivar mini-órganos gástricos humanos de tipo antral y corpus / fundic, es posible estudiar cómo estos tejidos gástricos humanos interactúan fisiológicamente, responden de manera diferente a las infecciones, lesiones y reaccionan a los tratamientos farmacológicos", dijo JimWells, PhD, investigador principal y director del Centro de células madre pluripotentes en Cincinnati Children's. "Las enfermedades del estómago afectan a millones de personas en los Estados Unidos y el cáncer gástrico es la tercera causa principal de muertes relacionadas con el cáncer en todo el mundo".
El estudio actual limita una serie de descubrimientos desde 2010 en los que los equipos de investigación liderados o codirigidos por Wells utilizaron células madre pluripotentes humanas hPSC, que pueden convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo, para diseñar regiones del ser humanoestómago e intestinos. Están utilizando los tejidos para identificar causas y tratamientos para enfermedades del tracto gastrointestinal humano.
Esto incluye un estudio publicado el 21 de noviembre de 2016 por medicina natural , en el cual los científicos generaron intestino humano con un sistema nervioso entérico. Estos tejidos altamente funcionales son capaces de absorber nutrientes y demostrar peristaltismo, las contracciones musculares intestinales que mueven los alimentos de un extremo del tracto gastrointestinal al otro.
El objetivo principal del laboratorio de Wells es estudiar cómo se forman los órganos durante el desarrollo embrionario. Esto incluye el esófago, el estómago, el páncreas y los intestinos. Wells y sus colegas tienen un interés particular en encontrar nuevos tratamientos para las formas genéticas de enfermedades como la diabetes monogénicay la enfermedad de Hirschsprung.
a partir de cero
Un desafío importante que los investigadores encontraron en el estudio actual es la falta de conocimiento básico sobre cómo se forma normalmente el estómago durante el desarrollo embrionario.
"No pudimos diseñar el tejido del estómago humano en una placa de Petri hasta que identificamos por primera vez cómo se forma normalmente el estómago en el embrión", explica Wells.
Para llenar ese vacío, los investigadores utilizaron ratones para estudiar la genética detrás del desarrollo embrionario del estómago.
Al hacerlo, descubrieron que una vía genética fundamental WNT / β-Catenina desempeña un papel esencial en la dirección del desarrollo de la región del cuerpo / fondo del estómago en embriones de ratón. Después de esto, los investigadores manipularon el WNT /? -catenina en una placa de Petri para desencadenar la formación de organoides de fondo humano a partir de células madre pluripotentes.
Los autores del estudio refinaron aún más el proceso, identificando vías de señalización molecular adicionales que impulsan la formación de tipos críticos de células del estómago del fondo. Estas incluyen células principales, que producen una enzima digestiva clave llamada pepsina y células parietales. Las células parietales secretan ácido clorhídricopara la digestión y el factor intrínseco para ayudar a los intestinos a absorber la vitamina B-12, que es fundamental para producir células sanguíneas y mantener un sistema nervioso saludable.
Wells dijo que las células madre tardan unas seis semanas en formar tejidos de fondo gástrico en una placa de Petri.
Dirección de traducción
Los investigadores ahora planean estudiar la capacidad de los organoides del estómago humanos diseñados por tejidos para modelar enfermedades gástricas humanas trasplantándolos en modelos de ratón. En particular, Wells y su colaboradora Yana Zavros, PhD, profesora asociada de la Universidad de Cincinnati, quierenexplorar cómo responden los organoides del fondo después de ser infectados H. Helicobacter pylori bacterias H. pylori causa gastritis crónica, úlceras estomacales y es un factor de riesgo importante para el desarrollo de cáncer de estómago.
Los organoides del estómago también se pueden usar en combinación con los organoides intestinales para estudiar cómo el cuerpo controla la digestión y la absorción adecuada de nutrientes, así como una variedad de otras afecciones médicas que afectan el tracto gastrointestinal. Estos incluyen trastornos de la motilidad gastrointestinal, enfermedades inflamatorias, absorción de drogasestudios y el estudio de microbios útiles probióticos, así como los nocivos.
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Materiales proporcionado por Centro médico del Hospital de Niños de Cincinnati . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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