iPon Hírek

Miniatűr gyomrok Petri-csészében

Dátum | 2014. 10. 30.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Miniatűr emberi gyomrokat hoztak létre a Cincinnati Gyermekkórház kutatói: a borsószem nagyságú, fehér, üreges szervecskéket őssejtekből növesztették a szakértők. Kyle McCracken és kollégái a világon elsőként jártak sikerrel a gyomor szövetének laborkörülmények közt való reprodukálásában. Bár az apró szervek külsőre nem hasonlítanak különösebben az emberi gyomorra, belső szerkezetük meglepő egyezést mutat a bennünk található emésztőszervvel. „Nem sejtek kaotikus keverékét találjuk bennük” –mondja Jim Wells, a kutatás egyik résztvevője. A miniatűr gyomrokban a fejlődés során a sejtek rétegekbe és redőkbe rendeződnek, miközben a megfelelő gének aktiválásával differenciálódnak is. A kész szervecskék sokkal jobban hasonlítanak a tényleges gyomrokra, mint az emberi szervekből kiemelt, laborban tenyésztett gyomorsejtek, hiszen háromdimenziós struktúrával bírnak. Az egérmodellnél is jobban működnek, hiszen a rágcsálók egészen másként reagálnak a különböző gyomorproblémákra, mint mi, emberek. Beültetendő szervekként egyelőre ugyan nincs nagy jövőjük, viszont egy egész sor olyan kísérlet előtt megnyithatják az utat, amely mindeddig kivitelezhetetlen lett volna.
A szakértők például régóta tisztában vannak azzal, hogy a gyomorfekélyt és a gyomorrákot az esetek nagy százalékában a Helicobacter pylori nevű baktérium okozza. Egy a mikroba az emberi mikrobiom természetes részét képezi évezredek hosszú sora óta, egyebek mellett fontos szerepet játszik a gyomor savtartalmának szabályozásában, az élet késői szakaszában azonban betegségek kiváltója is lehet. A baktérium gyermekkorban kolonizálja a gyomrot, a folyamat pontos menete azonban mostanáig rejtélyt jelentett a kutatók számára. Wells abban reménykedik, hogy ennek a történésnek a pontos lépései is felderíthetővé válhatnak a miniatűr szervek segítségével. Senki sem tudja, hogy mi történik, amikor a fiatal gyomor először találkozik a baktériummal, mondja a kutató. „Most viszont kipróbálhatjuk, és megfigyelhetjük, hogyan zajlik a folyamat” – folytatja Wells. Az elmúlt évek során egy sor olyan szervet hoztak létre laborkörülmények közt a kutatók, amelyek szerkezetükben és egyéb tulajdonságaikban a bennünk megtalálható szervek hűséges másai, így kezelési módok és hatóanyagok tesztelésére, vagy akár beültethető mesterséges szervek létrehozására is lehetőséget adnak. A gyomor Petri-csészében történő növesztése azonban különösen bonyolult feladatnak bizonyult, nem kis részben azért, mert egy rendkívül komplikált tervrajz alapján kellett építkezni. A szakértőknek évtizedek munkájába telt, mire feltérképezték a gyomor sejtjeinek genetikai aktivitását, és megfejtették, hogyan lehet az őssejtekből a gyomor egyes rétegeihez szükséges sejteket előállítani. Amikor mindez megvolt, ki kellett találni, hogyan lehet a megismert lépéseket egy fejlődő szervecskén belül megvalósítani. Mivel a gyomrot más szervekhez képest viszonylag kevesen kutatják, a „tervrajz” elkészítése hosszú ideig tartott, és számos fontos elemét Wells kutatócsoportja fedezte fel.
McCracken volt például az, aki igazolta, hogy ahhoz, hogy egy őssejtekből álló golyóból üreges cső legyen, két gén (WNT3A, FGF4) együttműködésére van szükség. Az így létrejött bélcsőből alakul ki később a teljes emésztőrendszer. Az embrionális fejlődés során a bélcső kialakulása után három részre tagolódik, és az első szakaszból, az előbélből formálódik a gyomor. Ennek a folyamatnak a laborbeli megvalósításához a kutatócsoportnak azonosítania, majd blokkolnia kellett a BMP nevű gén működését, amely csak a közép- és utóbél fejlődése során aktív. Ezt követően egyenként meg kellett találni, hogy hol és milyen génműködéseket kell blokkolni vagy éppen aktiválni ahhoz, hogy minden a helyére kerüljön a mesterséges gyomorban. A cincinnati laborban üldögélő gyomrocskák jelenleg még nem teljesen fejlettek, nagyjából egy harmadik trimeszterben lévő magzat gyomrának felelnek meg. Nem reprezentálják továbbá a teljes gyomrot, csak annak egy részét, a szerv alsó, vízszintes, vékonybélhez csatlakozó szakaszát, az antrumot. A kutatócsoport jelenleg a gyomor savtermelő részének laborbeli létrehozásán dolgozik. A szervecske ettől függetlenül már jelenleg is alkalmas bizonyos kísérletek elvégzésére. Yana Zavros, a csapat egyik tagja például igazolta, hogy a miniatűr gyomorrész nagyon hasonlóan reagál a H. pylori jelenlétére, mint azt az igazi gyomrok teszik. A baktérium a gyomorfalhoz tapadva sejtosztódást vált ki, de csak egy bizonyos gén megléte esetén teszi ezt. A CagA nevű DNS-szakasz kódolja azt a fehérjét, amely gazdasejtbe bejutva segít a baktériumnak átvenni az irányítást annak rendszerei fölött. Az interakció eredményeként a gént hordozó baktériumtörzsek hajlamosak gyomorrákot okozni, jelenlétük ugyanakkor védelmet nyújt a nyelőcsőben kialakuló daganatok ellen. A sejtszervecskéken végzett kísérletek segíthetnek annak megértésében, hogyan lehetne megakadályozni az első, és kiaknázni a második említett hatást.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!