La foto mostra lo stomaco umano in miniatura – chiamato “organoide gastrico”.
Image credit: Kyle McCracken
Per la prima volta, gli scienziati del Cincinnati Children’s Hospital Medical Center in Ohio, hanno sviluppato uno stomaco umano in miniatura, pienamente funzionante, utilizzando cellule staminali pluripotenti. Si tratta di uno “strumento senza precedenti” che può essere utilizzato per studiare una serie di malattie che minacciano la salute, come il cancro e sindrome metabolica.
I ricercatori hanno affermato che la loro scoperta potrebbero un giorno portare alla creazione di tessuto intestinale umano personalizzato, per il trattamento di malattie gastrointestinali.
Uno degli autori dello studio – James M. Wells, PhD, del dipartimento di Biologia dello Sviluppo e di Endocrinologia – è il ricercatore principale di questo ultimo studio, pubblicato sulla rivista Nature .
Per questa ricerca, Wells e colleghi hanno usato cellule staminali umane pluripotenti (hPSCs) – mature cellule umane che hanno la capacità di trasformarsi in qualsiasi tipo di cellula del corpo – ” per sviluppare un “organoide gastrico” e crescere uno stomaco umano in miniatura.
“Fino a questo studio, nessuno aveva generato cellule gastriche da hPSCs”, dice Wells. “Inoltre, abbiamo scoperto come promuovere la formazione di tessuto gastrico 3D con un’architettura complessa e composizione cellulare”.
Comprendere la formazione dello stomaco e le prime fasi della malattia
Dallo sviluppo di organoidi gastrici, il team di ricerca è riuscito a determinare esattamente come lo stomaco si forma durante lo sviluppo embrionale.
Una volta compreso questo processo, i ricercatori lo hanno applicato a cellule hSPCs in una capsula di Petri, incoraggiandole a trasformarsi in stomaco umano in miniatura.
Gli organoidi gastrici umani in 3D – che sono circa di 3 mm di diametro – si sono formati entro 1 mese.
Wells e colleghi hanno quindi utilizzato gli organoidi per studiare l’infezione dello stomaco dal batterio Helicobacter pylori, conosciuto per causare ulcera peptica e cancro allo stomaco.
I ricercatori hanno scoperto che in 24 ore dall’ introduzione di H. pylori negli organoidi gastrici, si sono verificati cambiamenti biochimici. In particolare, i ricercatori hanno assistito a una replica dei primi stadi della malattia gastrica. Ciò ha incluso la rapida diffusione dell’infezione nei tessuti epiteliali e l’attivazione di c-Met, un gene del cancro.
Ma queste scoperte sono solo l’inizio. I ricercatori sostengono che gli organoidi gastrici umani aprono la strada allo sviluppo di nuovi farmaci, forniscono un modello per identificare le prime fasi dello sviluppo del cancro dello stomaco e permettono ai ricercatori di valutare il meccanismo alla base dell’ obesità, diabete -correlato.
Inoltre, questo studio ha permesso ai ricercatori di individuare i driver che stanno dietro la formazione di uno stomaco normale negli esseri umani e questo rende più facile determinare che cosa succede in caso di formazione compromessa dello stomaco.
I ricercatori aggiungono:
“Questa ricerca è, a nostra conoscenza, la prima produzione in 3D di un tessuto di un organo embrionale umano e rappresenta un punto di partenza promettente per la generazione 3D di altri tessuti di organi tra cui tessuto del fondo oculare, polmoni e pancreas”.
Fonte: Modelling human development and disease in pluripotent stem-cell-derived gastric organoids, James M. Wells, et al., Nature, doi:10.1038/nature13863, published online 29 October 2014, abstract.
