Winzigen menschlichen Mägen im Labor gezüchtet

Sie mag klein sein, aber neue Labor-grown Miniatur menschlichen Mägen könnte eines Tages Forschern helfen, besser zu verstehen, wie der Magen entwickelt, sowie die Krankheiten, die es schlagen kann.

Mit menschlichen Stammzellen und eine Reihe von chemischen Schalter, Forscher wuchs Mägen 0,1 Zoll (3 Millimeter) im Durchmesser, im Labor Gerichte, nach einem Bericht in der Zeitschrift Nature (Okt. 29) heute.

"Es wieviel es aussah wie ein Magen war wirklich bemerkenswert an uns", sagte Forscher Jim Wells, Professor für Entwicklungsbiologie am Cincinnati Children Hospital Medical Center. [Siehe Bilder von den kleinen Mägen]

Wächst einen Miniatur-Magen hatte seine Hürden. Es gibt nicht viel Informationen auf wie der menschliche Magen während der Embryonalentwicklung, bildet, so die Forscher hatten auf Grundlagenforschung sowie Versuch und Irrtum angewiesen, sagte Wells. Darüber hinaus ist die Fähigkeit, jedes dreidimensionale Organ in einem Labor wachsen eine relativ neue Entwicklung. Andere Forscher haben flache Proben von Magen Gewebe gewachsen, aber nur wenige hatten erfolgreich sprang in den 3D Bereich, sagte er.

Technisch gesehen sind die kleinen Mägen nicht Organe, aber Organellen: Miniatur 3-dimensionale Strukturen eines Organs. Sie dauerte nur etwa einen Monat zu kultivieren.

"Diese Magen Organellen sind, damit Menschen dazu Experimente waren sie nie in der Lage zu tun, bevor", sagte Wells.

Magen-Bauernhof

Das Experiment begann mit menschlicher pluripotenter Stammzellen, die jede Zelle im menschlichen Körper werden kann, wenn die richtigen chemischen Anweisungen gegeben. Die Forscher verwendeten zwei Arten von Stammzellen – eine Gruppe wurde von einem menschlichen Embryo, die vor etwa 15 Jahren gemacht wurde, und andererseits von Erwachsenen menschlichen Hautzellen, mit einer Technik, die den Nobelpreis für Medizin im Jahr 2012 gewann abgeleitet wurde.

Die Forscher verwendeten Chemikalien aufgefordert, die Zellen zu erstellen das definitive Entoderm, das eine flache Schicht von Zellen ist, bildet schon früh während der Embryonalentwicklung. An dieser Stelle könnte die Zellen noch andere Zellen, einschließlich der Leber, Bauchspeicheldrüse, Lunge oder Magen werden.

Dann hat die Forscher zwei weitere Proteine Signale, die Zellen bilden eine dreidimensionale röhrenartigen Struktur bezeichnet das Foregut erzählen.

"Das ist, wo wir unsere speziellen Mojo von 2D zu 3D, gehen einzuführen", sagte Wells. "Wir sind auslösen, was normalerweise während der Embryonalentwicklung, passieren würde, wenn Embryonen irgendwie flach starten und dann, in eine dreidimensionale Embryo aufrollen."

Er beschrieb die Organellen als "ovale, hohlen Strukturen" mit Innenleben, die Falten wie eine normale Magen haben. [11 überraschende Fakten über das Verdauungssystem]

Anderen Wissenschaftlern auf regenerative Medizin bezeichnet die Entwicklung einen großen Fortschritt in der Magen-Forschung.

"Es ist eine schöne Studie und sehr innovativ," sagte Dr. Jason Mills, Associate Professor für Gastroenterologie an der Washington University School of Medicine in St. Louis, der nicht in der Forschung beteiligt war. "Wir sind jetzt in der Lage, individuelle menschliche Patienten Hautzellen und verwandeln sie in kleinen Mini Mägen oder wirklich ein Teil des Magens."

Die Organellen sind nicht ganz vollständig Mägen. Der Magen gliedert sich in zwei Teile, darunter eine, die die Säure macht, die Essen verdaut und anderen, den Magen Antrum, Proteine das macht steuern die Produktion von Säure und verdauungsfördernde Enzyme. Die Organiods umfassen nur den Magen Antrum.

"Wir haben den Teil des Magens, die tatsächlich die Säure macht", aber jetzt arbeiten die Forscher daran, Wells sagte.

Aber die Organellen noch Forscher über Magen-Krankheit und Entwicklung, lernen helfen können, sagte Dr. Tracy Grikscheit, Assistant Professor in der Kinderchirurgie an der Keck School of Medicine an der University of Southern California, die nicht an der Studie beteiligt war.

"In diesem Papier, sie effektiv zu reproduzieren die meisten Komponenten eines Teils des Magens, der Magen Antrum, so dass menschliche Krankheit in einer Petrischale anstelle eines Patienten modelliert werden" Grikscheit erzählte Leben Wissenschaft in einer e-Mail. Dadurch können andere Wissenschaftler ", Fortschritte im Hinblick auf zukünftige menschliche Therapien zu machen", sagte sie.

Testen Geschwüre

Eine Anwendung für die Forschung nutzt die Mägen, Studie über die Auswirkungen der ein Bakterium namens Helicobacter Pylori, die verursacht Magenerkrankung bei etwa 10 Prozent der Menschen weltweit, und hat mit Magen Bedingungen von Magengeschwüren, Magenkrebs in Verbindung gebracht worden.

Forschung an Tieren noch nicht erwies sich als eine gute Möglichkeit, H. Pylori Effekte bei Menschen zu studieren. Die Bakterien sagte "nicht die gleichen schlechten Dinge wenn Sie es in eine Maus Magen setzen", Wells.

Brunnen und seine Kollegen nahmen die menschlichen Magen Organellen, Yana Zavros, Assistant Professor für molekulare und zelluläre Physiologie an der University of Cincinnati, dessen Team sie mit H. Pyloriinjiziert.

"Die Bakterien ziemlich genau das, was wir erwartet, es zu tun haben", sagte Wells, was darauf hindeutet, dass die Organellen ein gutes Modell für menschliche Krankheiten sind.

Die Organellen auch eines Tages als eine Quelle von Patches von Gewebe dienen können, die Ärzte in Patienten mit Ulcus beschädigt Mägen Implantat könnte, fügte er hinzu.

Laura Geggel auf Twitter folgen @LauraGeggel und Google + . Folgen Sie Live Science @livescience, Facebook & Google +.