Bostoner Forscher entwickeln neuartigen Ansatz zur In-vitro-Generierung von Darm-Organoiden

Bostoner Forscher haben einen neuen Weg entwickelt, um Gruppen von Darmzellen zu generieren, die verwendet werden können. unter anderen, Krankheitsmodelle im Labor zu erstellen, um Behandlungen für Erkrankungen des Magen-Darm-Systems zu testen. Unter Verwendung von humanen induzierten pluripotenten Stammzellen, Dieser neuartige Ansatz kombinierte eine Vielzahl von Techniken, die die Entwicklung von dreidimensionalen Gruppen von Darmzellen, den sogenannten Organoiden, in vitro ermöglichten. die Tests zur Behandlung von Krankheiten im Labor mit menschlichen Zellen erweitern können.

Online veröffentlicht in Naturkommunikation , Dieser Prozess bietet eine neuartige Plattform zur Verbesserung von Medikamenten-Screenings und zur Entdeckung neuartiger Therapien zur Behandlung einer Vielzahl von Erkrankungen, die den Darm betreffen, wie entzündliche Darmerkrankungen, Dickdarmkrebs und Mukoviszidose.

Forscher des Center for Regenerative Medicine (CReM) der Boston University und des Boston Medical Center verwendeten gespendete humane induzierte pluripotente Stammzellen (hiPSCs), die durch die Umprogrammierung adulter Zellen in einen primitiven Zustand entstehen. Für diese Studie, diese Zellen wurden dazu gedrängt, sich unter Verwendung spezifischer Wachstumsfaktoren in Darmzellen zu differenzieren, um Organoide in einem Gel zu erzeugen. Dieses neue Protokoll ermöglichte es den Zellen, sich ohne Mesenchym zu entwickeln, die typischerweise in anderen Protokollen, unterstützt das Wachstum der Darmepithelzellen. Durch Herausnehmen des Mesenchyms die Forscher konnten ausschließlich Epithelzellen untersuchen, die den Darm bilden.

Zusätzlich, mit CRISPR-Technologie, Die Forscher konnten eine neue iPSC-Stammzelllinie modifizieren und herstellen, die bei der Differenzierung in Darmzellen grün leuchtete. So konnten die Forscher den Prozess der Differenzierung von Darmzellen in vitro verfolgen.

Die Generierung von Organoiden in unserem Labor ermöglicht es uns, genauere Krankheitsmodelle zu erstellen, die verwendet werden, um Behandlungen und Therapien zu testen, die auf einen bestimmten Gendefekt oder Gewebe ausgerichtet sind - und das alles ist möglich, ohne den Patienten zu schaden. Dieser Ansatz ermöglicht es uns zu bestimmen, welche Behandlungen am effektivsten sein könnten, und die unwirksam sind, gegen eine Krankheit."

Gustavo Mostoslawski, MD, Doktortitel, Co-Direktor von CReM und Fakultät in der Gastroenterologie-Sektion am Boston Medical Center

Mit diesem neuen Protokoll die Forscher stellten Darmorganoide aus iPSCs her, die eine Mutation enthielten, die Mukoviszidose verursacht, die typischerweise mehrere Organe betrifft, einschließlich des Magen-Darm-Trakts. Mit der CRISPR-Technologie, die Forscher korrigierten die Mutation in den Darmorganoiden. Die Darmorganoide mit der Mutation reagierten nicht auf ein Medikament, während die genetisch korrigierten Zellen reagierten. demonstrieren ihr zukünftiges Potenzial für Krankheitsmodellierung und therapeutische Screening-Anwendungen.

Das in dieser Studie entwickelte Protokoll liefert starke Beweise dafür, dass weiterhin menschliche iPSCs verwendet werden, um die Entwicklung auf zellulärer Ebene zu untersuchen. Tissue Engineering und Disease Modeling, um das Verständnis – und die Möglichkeiten – der regenerativen Medizin zu verbessern.

„Ich hoffe, dass diese Studie dazu beiträgt, unser kollektives Verständnis darüber voranzubringen, wie sich Krankheiten auf zellulärer Ebene auf den Magen-Darm-Trakt auswirken. " sagte Mostoslavsky, der auch außerordentlicher Professor für Medizin und Mikrobiologie an der Boston University School of Medicine ist. "Die kontinuierliche Entwicklung neuartiger Techniken zur Herstellung hochdifferenzierter Zellen, die zur Entwicklung von Krankheitsmodellen im Labor verwendet werden können, wird den Weg für die Entwicklung gezielterer Ansätze zur Behandlung vieler verschiedener Krankheiten ebnen."

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