Először hoztak létre mesterséges beleket őssejtekből

Embrionális és visszaprogramozott őssejtek használatával először sikerült térbeli bélszövetet létrehozniuk amerikai kutatóknak. Az eredményeket a bélfejlődés molekuláris alapjainak és a különféle bélbetegségek alaposabb megértésére, valamint olyan gyógyszerek tervezésére lehet majd felhasználni, amelyek gyorsabb felszívódásra képesek.

James Wells (Cincinnati Children's Hospital Medical Center, Ohio) és munkatársai a bélcsatorna kialakulását szerették volna modellezni laboratóriumi körülmények között. A kutatócsoport emberi embrionális őssejteket, illetve olyan sejteket használt, amelyeket mesterséges úton állítottak vissza az embrionális őssejtekre jellemző állapotba. Az úgynevezett indukált pluripotens, röviden iPS sejteket a már elköteleződött sejtekből lehet létrehozni: a beavatkozás során abba a fázisba programozzák vissza a sejteket, amikor újra bármilyen sejttípus kialakulhat belőlük (a módszerről itt olvashat bővebben).

A kétféle őssejttípust egymástól elkülönítve tenyésztették, majd egy fehérjét (aktivin A) adtak a sejtekhez. Ennek hatására a sejtek úgynevezett endodermává alakultak: az embrionális fejlődés során ebből a sejtrétegből fejlődik ki a tápcsatorna is. Ezt követően növekedési faktorokkal (a szövetek fejlődését serkentő anyagokkal) segítették a szövetek fejlődését, a sejtekből ennek hatására a végbélre jellemző szövetek alakultak ki. A kétdimenziós sejttenyészetek hamarosan háromdimenziós formává alakultak: egymásra rétegződve többféle bélszövettípus is megjelent, hasonlóan ahhoz, amit a korábban egereken végzett vizsgálatok során tapasztaltak a kutatók.

Az emberi bélcsatorna falát bélelő hámszövet. A bélsejteket kékre, a bélfal kesztyűujjszerű betüremkedéseit vörösre, a bélfalat borító nyálkaréteget pedig zöldre festették

A kutatócsoport végül ezekből a szövetrétegekből hozott létre térbeli sejtkultúrákat (lásd a fenti képen). Ebben a fázisban már a bélcsatornára jellemző kesztyűujjszerű kitüremkedések is megjelentek. Egy hónap elteltével már az összes olyan sejttípus jelen volt a szövettenyészetekben, ami a kifejlett bélcsatornában is megtalálható. Ilyenek például a bélmozgásokért felelős simaizomsejtek, valamint azok a sejttípusok, amelyek a tápanyagok felszívását, az emésztőenzimek és hormonok termelését, valamint a bél belső felületét borító nyálkás anyag előállítását végzik - írja a Nature beszámolója.

"Mindez komoly előrelépés a mesterséges szövettenyésztés területén, hiszen mostanáig nem ismert olyan kísérlet, amelyben őssejtekből térbeli kiterjedéssel is rendelkező szöveteket sikerült volna létrehozni. A jövőben elvileg bármilyen szervtípusnál lehetséges lesz, hogy laboratóriumi körülmények között vigyük végig az embrionális fejlődés lépéseit" - mondta Steven Cohn, a Virginia Egyetem gasztroenterológusa.

A képen azok a bélhámsejtek láthatóak (vörössel és zölddel), amelyek kisméretű fehérjék ( fehér színnel) szállításában vesznek részt

Az új módszerrel a kutatók azt is jobban megérthetik majd, hogy mi romlik el azoknál a betegségeknél, amelyeket a bél gyulladása kísér. Azokban az esetekben, amikor visszafordíthatatlanul károsodik a bélfal, a beteg szövetek cseréjére is lehetőség adódna, hiszen a laborban újra lehet majd növeszteni ezeket a szövettípusokat.