Дэвид Хэккам проводит большую часть своего рабочего дня в Джонсе Хопкинсе Детский Центр, удаляющий начерненные разделы мертвого кишечника от больных младенцев. Но когда-нибудь у детского хирурга может быть способ восстановить поврежденный кишечник — благодаря его работе, выращивающей орган в лаборатории. Начиная с исходных клеток от тонких кишок человеческих младенцев и мышей, Хэккам и его коллеги впервые вырастили подкладки кишечника на лесах формы пищеварительного тракта, которые могли однажды лечить кишечные расстройства как necrotizing энтероколит и болезнь Крона.
Они нашли, что ткань и леса не отторгнуты, но вместо этого с готовностью ассимилируются у животных лаборатории. Наиболее поразительно леса позволили собакам заживать от ущерба до подкладки двоеточия, восстановив здоровую функцию кишечника.Исследование является “большим прорывом”, говорит Ханс Клеверс, биолог исходной клетки в Институте Hubrecht в Утрехте, Нидерланды, кто не был вовлечен в новое исследование.
Клеверс был первым для идентификации исходных клеток в кишечнике, и его лаборатория развилась, бригада Хэккама метода раньше выращивала ткань кишечника.Идея сделать органы замены путем роста клеток на лесах не является новой; другие исследователи сделали так с мочевыми пузырями и кровеносными сосудами.
Но выращенный лабораторией кишечник Хэккама — описанный на прошлой неделе в Регенеративной Медицине — прибывает ближе в форму и структуру естественного кишечника, чем что-либо созданное прежде. В прошлом подкладка пищеварительного тракта была выращена на плоских лесах или чашках Петри, где она имела тенденцию виться в небольшие шары с продовольственной абсорбирующей поверхностью, заманенной в ловушку внутри. Группа Хэккама преодолела это с их лесами, сделанными из материала, подобного хирургическим швам, которые могут быть сформированы в любой желаемый размер кишечника и форму. Леса Хэккама ламповой формы как реальный пищеварительный тракт, с крошечными прогнозами на внутренней поверхности, чтобы помочь ткани превратиться в функциональные ворсинки тонкой кишки, крошечные пальцы ткани, что помощь абсорбирует питательные вещества. “Они могут теперь сделать листы клеток, которыми можно клинически управлять”, говорит Клеверс. “Хирурги могут обращаться с этими вещами и просто всунуть их”.
Для роста подкладки пищеварительного тракта в лаборатории исследователи нарисовали леса липкой сущностью, содержащей коллаген, вели его с раствором исходных клеток тонкой кишки, и затем позвольте ему вывести в течение недели. Они нашли, что, добавляя клетки соединительной ткани, иммуноциты и пробиотики — бактерии, что помощь поддерживает здоровый пищеварительный тракт — помогли исходным клеткам назреть и дифференцироваться.
В одном наборе экспериментов исследователи сшили кишечник, выращенный от исходных клеток мыши в ткань, окружающую органы мышей брюшной полости. Выращенный лабораторией кишечник развил свое собственное кровоснабжение и нормальные структуры пищеварительного тракта, даже при том, что они не были связаны с пищеварительным трактом животных. “Используя собственные исходные клетки мыши, мы можем фактически создать что-то, что смотрит точно так же, как местный кишечник”, говорит Хэккам. Следующий шаг, он говорит, должен “соединить его”.Сначала, тем не менее, они намереваются проверять новые леса у собак.
Поскольку конец пищеварительного тракта легче к доступу, чем тонкая кишка, исследователи удалили разделы подкладки двоеточия от собак и заменили ее частями лесов. Собаки сделали полное восстановление: Их подкладка пищеварительного тракта повторно выросла на леса и функционировала обычно для поглощения воды от двоеточия. В течение недель леса распались и были заменены нормальной соединительной тканью. “Леса хорошо допускались и способствовали исцелению путем пополнения исходных клеток”, говорит Хэккам “. [У собак] была совершенно нормальная подкладка после 8 недель”.Метод мог помочь больше, чем просто собаки и мыши.
В будущем леса могли быть изготовлены на заказ для отдельных человеческих пациентов для замены части кишечника или всего органа, говорит Хэккам. Это могло быть меняющим правила игры для младенцев с necrotizing энтероколитом, условие, разрушающее ткань кишечника приблизительно в 12% недоношенных детей в США.
Это могло также восстановить кишки пациентов с болезнью Крона, воспалительным кишечным расстройством, которое может иметь опасные для жизни сложности и это влияет больше чем на 500 000 человек в США. Но выращенный лабораторией кишечник является все еще длинным путем из клиники, предостережений Хэккама.Во-первых, исследователи должны проверить выращенные лабораторией тонкие кишки у живых животных, чтобы видеть, могут ли они абсорбировать еду.
Самой технологии также будут нужны некоторые щипание. Мари Согаяр, молекулярный биолог в университете Сан-Паулу в Бразилии, указывает, что продукт коллагена, помогающий исходным клеткам придерживаться лесов, не предназначен для использования у людей.
В следующих экспериментах говорит Хэккам, исследователи планируют использовать альтернативу хирургического сорта.“Я забочусь о детях, у которых есть недостатки кишечника, съедая недостатки, и они очень в конце остроумия”, говорит Хэккам. “Я думаю, что мы можем предложить в научном сообществе, путь к чему-то, что один день поможет ребенку”.