Ученые использовали плюрипотентные стволовые клетки для создания функциональной трехмерной ткани желудка человека в лаборатории, создав беспрецедентный инструмент для исследования развития и заболеваний органа, оказавшего центральное влияние на несколько кризисов общественного здравоохранения, от рака до диабета.
Ключом к выращиванию органоидов желудка человека было определение этапов нормального формирования желудка во время эмбрионального развития. Управляя этими нормальными процессами в чашке Петри, ученые смогли заставить плюрипотентные стволовые клетки стать желудочными. В течение месяца эти шаги привели к образованию трехмерных органоидов желудка человека, которые имели диаметр около 3 мм (1/10 дюйма). Уэллс и его коллеги также использовали этот подход, чтобы определить, что движет нормальным формированием желудка у людей, с целью понять, что идет не так, когда желудок формируется неправильно.
Наряду с первым автором исследования Кайлом Маккракеном, аспирантом, доктором медицинских наук, работающим в лаборатории Уэллса, и Яной Заврос, доктором философии, исследователем из отдела молекулярной и клеточной физиологии Калифорнийского университета, авторы сообщают, что были впечатлены тем, как быстро H. pylori инфицированные бактериями эпителиальные ткани желудка.
По словам Маккракена, в течение 24 часов бактерии вызвали биохимические изменения в органе. Органоиды желудка человека точно имитировали ранние стадии желудочного заболевания, вызванного бактериями, включая активацию гена рака, называемого c-Met, и быстрое распространение инфекции в эпителиальных тканях.
По словам авторов, еще одной важной частью проблемы команды было относительное отсутствие предыдущей исследовательской литературы о том, как развивается человеческий желудок. Уэллс сказал, что ученым пришлось использовать комбинацию опубликованных работ, а также исследований из его собственной лаборатории, чтобы ответить на ряд основных вопросов развития о том, как формируется желудок. В течение двух лет этот подход к экспериментам с различными факторами, влияющими на формирование желудка, в конечном итоге привел к формированию трехмерных человеческих тканей желудка в чашке Петри.
Уэллс подчеркнул важность фундаментальных исследований для конечного успеха этого проекта, добавив:, "Эта веха была бы невозможна, если бы не предыдущие исследования многих других фундаментальных исследователей по пониманию развития эмбриональных органов."