La creazione in laboratorio di miniature di stomaci umani

LA CREAZIONE IN LABORATORIO di MINIATURE DI STOMACI UMANI

Siamo nel 2014. Scienziati hanno riportato la notizia di avere sviluppato miniature di stomaco umano da cellule staminali come uno strumento per studiare malattie gastriche come l’ulcera ed il cancro dello stomaco e per creare nel futuro tessuto gastrico utilizzabile per la riparazione di lesioni dell’organo.
I mini-stomaci sono stati sviluppati nelle piastre di Petri attraverso cellule staminali. Pienamente formati, questi hanno la dimensione di un pisello e la forma di un pallone di rugby. Questi sono vuoti con una superficie interna che è plicata con ghiandole e cavità simili ad un vero stomaco.
Cosa fondamentale, i ricercatori hanno scoperto che gli stomaci in miniatura, conosciuti come ‘organoidi gastrici’, rispondono all’infezione in maniera molto simile agli stomaci umani ordinari.


un nuovo metodo per studiare lo stomaco?

Il dott. James Wells.

Non vi è mai stato nessun ottimo sistema per studiare la patologia dello stomaco umano in passato perché gli animali non hanno le stesse malattie”, ha affermato James Wells, direttore della “Pluripotent Stem Cell Facility” del “Cincinnati Children’s Hospital Medical Center“, che ha condotto la ricerca che è stata pubblicata su “Nature”.
Le malattie gastriche umane sono associate a infezioni croniche legate al batterio Helicobacter Pylori. Metà della popolazione mondiale è infetta da questo batterio, che si può prendere mangiando. Sebbene la maggior parte delle persone non ha sintomi, una volta che l’infezione è presente più del 20% svilupperà ulcere gastriche durante la loro vita. Circa il 2% svilupperò cancro gastrico.


mini stomaci per poter studiare l’Helicobacter Pylori

Organoide gastrico all’immunofluorescenza.

Nelle nazioni in via di sviluppo, in cui l’infezione da H. Pylori è più prevalente, i cancri dello stomaco sono la seconda causa di morte correlata a tumori.
Dopo aver sviluppato i mini-stomaci, i ricercatori vi hanno iniettato all’interno l’H. Pylori. Negli animali, l’H. Pylori ha poche conseguenze e la malattia non progredisce, ma negli organoidi gastrici, i batteri invadenti si comportano come nello stomaco umano reale.
I batteri hanno iniziato ad iniettare le loro proteine nelle cellule circostanti, ed hanno iniziato a moltiplicarsi. “Questo è il tratto caratteristico dell’infezione”, ha detto Wells. “Ora, noi possiamo studiare in maniera efficace i batteri e il modo in cui essi generano le malattie. Ciò non è stato possibili in passato con il tessuto umano in vitro.


Organi miniaturizzati sviluppati da cellule staminali

Organoide gastrico. tratto da: “Modeling mouse and human development using organoid cultures” di Meritxell Huch e Bon-Kyoung Koo.

Questa non è la prima volta che organi miniaturizzati sono stati sviluppati da cellule staminali. Nel 2013, scienziati hanno sviluppato reni in miniatura, e successivamente li hanno trapiantati nel ratto. Trachee, create da cellule staminali su impalcature fatte in laboratorio, sono stati sviluppate e trapiantate su pazienti (la notizia del trapianto di trachea fa evidentemente riferimento al lavoro del chirurgo italiano Paolo Macchiarini, la cui opera è stata bollata dopo qualche anno come fraudolenta ed indifendibile dal punto di vista scientifico, ndr).
I ricercatori che stanno studiando lo stomaco stanno investigando se le loro tecnica può essere usata per sviluppare tessuti gastrici impiantabili per riparare ulcere, che sono dei “buchi” nella superficie gastrica.
Lo sviluppo degli organoidi gastrici è il culmine del lavoro di tre anni. “Detto in maniera franca, non è stato facile imparare come generare questi mini-stomaci ma ora noi sappiamo come funzionano. Mi aspetto che questa diventi una tecnica diffusa”, ha concluso Wells.


Tradotto da:

James M. Wells

James Wells è “Director for Research, Division of Endocrinology”; “Chief Scientific Office Center for Stem Cell and Organoid Medicine” (CuSTOM) e ProfessorUC Department of Pediatrics al Cincinnati Children’s.

Il focus dei suoi team di ricerca di base è stato quello di identificare i meccanismi molecolari coinvolti nello sviluppo embrionale delle cellule endocrine, tra cui le cellule beta del pancreas e i tessuti del tratto gastrointestinale. I loro progetti traslazionali si sono concentrati sull’identificazione di nuovi approcci per migliorare la salute dei bambini in diversi modi: 1. Identificare e utilizzare percorsi embrionali per generare tessuti organici tridimensionali complessi da cellule staminali pluripotenti, 2. Utilizzare questi tessuti per sviluppare nuovi esseri umani in vitro modelli per la ricerca sul diabete e sulle malattie digestive e 3. Sviluppare strategie terapeutiche a lungo termine per le terapie di sostituzione di cellule e tessuti.

Interessi di ricerca: Comprensione dello sviluppo del pancreas e degli organi gastrointestinali; generare tessuti umani tridimensionali da cellule staminali pluripotenti e usarli come modelli umani di diabete e malattie digestive.

I suoi sforzi di ricerca fanno affidamento su studi sull’assemblaggio degli organi durante lo sviluppo embrionale e hanno portato allo sviluppo di organoidi con complessità di tessuto multistrato e funzioni di ordine superiore.


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