Sexta-feira, 31 de outubro de 2014. - Cientistas do Centro Médico do Hospital Infantil de Cincinnati (EUA) conseguiram reproduzir tecido gástrico humano com células-tronco pluripotentes, capazes de se transformar em qualquer tipo de tecido.
Graças aos seus novos 'mini-estômagos', a ciência agora possui uma ferramenta valiosa para investigar como as doenças relacionadas ao trato digestivo se desenvolvem, do câncer ao diabetes.
As imagens dos novos mini-órgãos, publicadas junto com o restante do trabalho, na revista Nature, mostram como as células-tronco simulam uma versão em miniatura do tecido de um estômago humano.
"Nós manipulamos o ambiente no qual cultivamos células-tronco para imitar o ambiente de um embrião nos estágios-chave do desenvolvimento do estômago", explica Jim Wells, pesquisador principal do Departamento de Desenvolvimento Biológico e Endócrino do Hospital Infantil de Cincinnati, para Sinc e co-autor do estudo.
É a primeira vez que o tecido gástrico humano é gerado molecularmente. "Ninguém jamais gerou células gástricas a partir de células-tronco", explica Wells. "Descobrimos como promover a formação de tecido gástrico tridimensional com arquitetura complexa".
A chave para o crescimento dos organoides foi conhecer, passo a passo, o processo de formação do estômago durante o desenvolvimento do embrião. Simulando esse processo em uma placa de Petri, os cientistas forçaram as células-tronco a se tornarem as de um estômago. Em um mês o tecido se formou, com 3 milímetros de diâmetro.
Essa conquista beneficiará cientistas que estudam a origem e o desenvolvimento de doenças relacionadas ao sistema digestivo e permitirá explorar novos caminhos no design de medicamentos, segundo os autores do estudo.
"Até agora, o principal problema ao estudar doenças relacionadas ao estômago tem sido a falta de modelos de laboratório para simular a biologia humana", diz Wells. Os modelos de camundongos apresentam deficiências para investigar patologias digestivas em humanos, devido às diferenças entre as espécies no desenvolvimento de embriões e na arquitetura do estômago adulto.
Para começar a experimentar mini-estômagos de laboratório, os pesquisadores, em colaboração com a Faculdade de Medicina da Universidade de Cincinnati, infectaram esses tecidos artificiais com a bactéria H. pylori, a principal causa de úlcera péptica e câncer de estômago.
Após 24 horas, as bactérias ativaram as alterações bioquímicas do órgão, e o tecido imitou perfeitamente os estágios iniciais da doença gástrica causada pelas bactérias, incluindo a ativação de um gene do câncer chamado c-Met e a rápida disseminação de infecção nos tecidos epiteliais.
"Esse marco não seria possível se não tivéssemos estudos anteriores de outros pesquisadores básicos para entender o desenvolvimento embrionário do órgão", explica Wells.
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Graças aos seus novos 'mini-estômagos', a ciência agora possui uma ferramenta valiosa para investigar como as doenças relacionadas ao trato digestivo se desenvolvem, do câncer ao diabetes.
As imagens dos novos mini-órgãos, publicadas junto com o restante do trabalho, na revista Nature, mostram como as células-tronco simulam uma versão em miniatura do tecido de um estômago humano.
"Nós manipulamos o ambiente no qual cultivamos células-tronco para imitar o ambiente de um embrião nos estágios-chave do desenvolvimento do estômago", explica Jim Wells, pesquisador principal do Departamento de Desenvolvimento Biológico e Endócrino do Hospital Infantil de Cincinnati, para Sinc e co-autor do estudo.
É a primeira vez que o tecido gástrico humano é gerado molecularmente. "Ninguém jamais gerou células gástricas a partir de células-tronco", explica Wells. "Descobrimos como promover a formação de tecido gástrico tridimensional com arquitetura complexa".
A chave para o crescimento dos organoides foi conhecer, passo a passo, o processo de formação do estômago durante o desenvolvimento do embrião. Simulando esse processo em uma placa de Petri, os cientistas forçaram as células-tronco a se tornarem as de um estômago. Em um mês o tecido se formou, com 3 milímetros de diâmetro.
Essa conquista beneficiará cientistas que estudam a origem e o desenvolvimento de doenças relacionadas ao sistema digestivo e permitirá explorar novos caminhos no design de medicamentos, segundo os autores do estudo.
"Até agora, o principal problema ao estudar doenças relacionadas ao estômago tem sido a falta de modelos de laboratório para simular a biologia humana", diz Wells. Os modelos de camundongos apresentam deficiências para investigar patologias digestivas em humanos, devido às diferenças entre as espécies no desenvolvimento de embriões e na arquitetura do estômago adulto.
Para começar a experimentar mini-estômagos de laboratório, os pesquisadores, em colaboração com a Faculdade de Medicina da Universidade de Cincinnati, infectaram esses tecidos artificiais com a bactéria H. pylori, a principal causa de úlcera péptica e câncer de estômago.
"Impressionado" pelas bactérias
Wells e seus colegas ficaram "impressionados" com a rapidez com que a bactéria H. pylori revestia tecidos epiteliais - que têm uma ou várias camadas de células ligadas - do estômago infectado.Após 24 horas, as bactérias ativaram as alterações bioquímicas do órgão, e o tecido imitou perfeitamente os estágios iniciais da doença gástrica causada pelas bactérias, incluindo a ativação de um gene do câncer chamado c-Met e a rápida disseminação de infecção nos tecidos epiteliais.
Pesquisa básica
Os pesquisadores tiveram que combinar o trabalho já publicado com os estudos de seu próprio laboratório para responder a uma série de perguntas básicas sobre o desenvolvimento e a formação do estômago. Wells insiste na falta de informações disponíveis sobre pesquisa básica."Esse marco não seria possível se não tivéssemos estudos anteriores de outros pesquisadores básicos para entender o desenvolvimento embrionário do órgão", explica Wells.
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