پژوهشگران از سلولهای بنیادی پلوری پوتنت (پرتوان) بافت معده کارای اشخاص را به شکل سه بعدی در آزمایشگاه ابداع کردند. این ابداع بی همانند به پژوهش در موردامراض مرتبط با این عضو مرکزی که اصلی ترین بحرانهای بهداشتی را در دنیا باعث شده اند مثل دیابت و سرطان کمک می کند.
دانشمندان ازسلولهای بنیادی پلوری پوتنت انسانی (که قادر به تولیذ هر نوع سلولی دربدن هستند) برای تولید یک نسخه ی کوچک از معده استفاده کردند.
پرفسور wellsاز بخش بیولوژی تکاملی و غدد دربیمارستان کودکان سینسینایی می گوید: تولید ارگانوئید معده ی انسان بصورت 3 بعدی فرصت های جدیدی را برای تحقیقات دارویی، مدل سازی مراحل اولیه ی سرطان معده، مطالعه ی محتوای دیابت وابسته به چاقی و بازسازی بالقوه ی بافت بوجود آورده است. نتایج این تحقیق درمجله ی Natureمنتشر گردید.
محققان بیمارستان کودکان سینسیناتی باهمکاری دانشمندان کالج پزشکی سینسیناتی به بررسی عفونت باکتری اچ – پیلوری بروی معده ی کوچک تولید شده در آزمایشگاه پرداختند. عفونت باکتریایی H. pyloriعلت اصلی زخم معده وسرطان معده است.
پرفسور wellsمی گوید: این اولین باری است که محققان قسمتهای فوقانی دستگاه گوارش را بصورت سه بعدی از سلولهای بنیادی ساخته اند و نقطه ی شروع امیدوارکننده ای برای تولید سایر بافت های بخش فوقانی دستگاه گوارش مانند ریه و پانکراس است.
پرفسور ولز می گوید: تا قبل از این تحقیق ، هیچکس موفق به تولید سلولهای معده از سلولهای بنیادی پلوری پوتنت انسانی hpscsنشده بود، ما کشف کردیم که چگونه می توان تشکیل بافت معده رادر 3 بعد با معماری پیچیده و ترکیب سلولهای متعدد راه اندازی کرد.
این موضوع به دلیل تفاوت بین گونه ها در تکامل جنینی و معماری معده ی بالغ از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا این تفاوتها موش را برای مطالعات تشکیل بافت معده و بیماریها، تبدیل به یک مدل نامطلوب کرده بود.
محققان می توانند از ارگانوئیدهای معده ی انسانی بعنوان ابزار اکتشافی جدیدی برای کمک به حل سایر اسرار معده مانند شناسایی فرآیندهای بیوشیمیایی در دستگاه گوارش که موجب می گردد بیماران چاق پس از بای معده ازدیابت خلاصی یابند و پس از جراحی درمدت کوتاهی به کاهش وزن قابل توجهی دست یابند، استفاده کنند. چاقی سبب بروز دیابت وسندرم متابولیک میگردد که به یک اپیدمی درحال انفجار تبدیل شده اند.
تاکنون چالش اصلی برای پرداختن به این مشکلات و سایر مشکلات سلامت که معده در آن نقش دارد فقدان سیستم های مدل سازی آزمایشگاهی برای شبیه سازی قابل اعتماد و با دقت بیولوژی انسانی بود.
کلید رشد ارگانوئیدهای معده ی انسان شناسایی مراحلی بود که در تشکیل طبیعی معده ی در دوره ی تکامل جنینی نقش داشتند. از طریق دستکاری این فرآیندهای طبیعی در یک پتری ریش (ظرف آزمایشگاهی)، دانشمندان توانستند سلولهای پلوری پوتنت را در جهت تبدیل شدن به معده هم محور نمایند. در طول یک دوره ی یک ماهه، این مراحل منجر به تشکیل ارگانوئید سه بعدی معده ی انسان گردید که حدود 3 میلی متر قطر دارد.
پرفسور ولتر و همکارانش همچنین از این روش برای شناسایی آنچه موجب تشکیل معده ی طبیعی درانسان می شود با هدف شناسایی آنچه موجب تشکیل ناصحیح معده می شود، استفاده کردند .
در بررسی عفونت اچ – پیلوری دانشمندان اظهار داشتند ما از سرعت عملکرد اچ- پیلوری درآلوده کردن بافت اپیتلیال معده متعجب شدیم. درطی بیست و چهار ساعت، باکتریها سبب ایجاد تغییرات بیوشیمیایی درمعده می شوند. ارگانوئید معده ی انسانی بطور واضحی مراحل اولیه ی ایجاد بیماری معده توسط باکتریها از جمله فعال شدن یک ژن سرطانی بنام C-Metوگسترش سریع عفونت دربافت اپیتلیال را نشان می دهد.
نویسندگان مقاله می گویند: یکی دیگر ازچالش هایی که باآن روبرو بودیم فقدان اطلاعات تحقیقاتی قبلی درباره ی چگونگی تشکیل معده ی انسان بود. پرفسور ولز می گوید: دانشمندان مجبور به استفاده از ترکیبی از کارهای منتشر شده و مطالعات انجام شده توسط تیم تحقیقاتی خود بودند تا پاسخ تعدادی از سوالات پایه ای درباره ی چگونگی تشکیل معده را بدهند. در طول مدت دوسال با این روش از تحقیق فاکتورهای متفاوت را برای تشکیل معده آزمودیم و نهایتاً موفق به تشکیل بافتی 3 بعدی ازمعده ی انسان در پتری دیش (ظرف آزمایشگاه) شدیم.
دکتر ولز بر اهمیت تحقیقات پایه ای برای رسیدن به موفقیت نهایی دراین پروژه تاکید می کند او می افزاید: این موفقیت عظیم بدون وجود اطلاعاتی که در تحقیقات قبلی توسط سایر محققین برای درک تکامل ارگانهای جنینی بدست آمده بود، غیر ممکن بود.
منبع-diabetestma
