Forskare växer och renar tidigast lungföregångare från människastemceller

Människalungs, gillar alla organ, börjar deras existens som ruggar av odifferentierade stemceller. Men i en materia av månader, får cellerna organiserade. De samlar tillsammans, förgrena sig och slår ut, några bilda flygbolag och andra alveoler, de delikat säckarna var vårt förkroppsligar utbytessyre för koldioxid. Avslutaresultatet, idealt: sunda två och att andas lungs.

För år specificerar forskare, som fibrosis för något liknande för studielungsjukdomar cystic har försökt att spåra detta processaa in, från start till fullföljande, i hoppet som överenskommelse, hur lungs bildar normalt kan hjälpa att förklara hur saker går orätt. Nu Centrerar har forskare på den Boston Universitetar för den Regenerative Medicinen (CReM) meddelat att två ha som huvudämne rön som vidare vår överenskommelse av detta processaa: kapaciteten att växa och rena de tidigaste lungföregångarna, som dyker upp från människastemceller och kapaciteten att göra åtskillnad mellan dessa celler in i mycket lilla ”bronchospheres” som modellerar cystic fibrosis. Forskarehopp att resultaten som separat publiceras i Föra Journal över av den Kliniska Utredning- och CellStemCellen, ska bly- till nytt, ”den personifierade medicinen” att närma sig till behandling av lungsjukdomen.

”Egentligen svårt det är att Sortera dessa celler till renhet och viktigt,” något att säga Darrell Kotton, direktör av CReM och denpensionär författare av båda legitimationshandlingar, med Brian Davis av UTHealth på Texasuniversitetet. ”Är Det första steg i pröva som förutsäger hur en individstyrka reagerar till existerande behandlingar eller nya droger.”,

”Finns Det ett långt listar av lungsjukdomar, som det inte finns några behandlingar för annan än en lungtransplantat,” ökade Kotton, vars arbete betalas av MedborgareInstituten av Vård- (NIH), Fundamentet för Cystic Fibrosis, och de Massachusetts Vetenskaperna om olika organismers beskaffenhet Centrerar. ”Är Det kritiskt viktigt att framkalla nytt bearbetar för överenskommelse dessa sjukdomar.”,

CReM forskare fungerar med framkallade pluripotent stemceller eller iPSCs, som upptäcktes av Shinya Yamanaka i 2006. Utklurade Yamanaka hur man tar en vuxen cell i människokroppen--gilla en blodcell eller flå cellen--och ”programmera om” den in i en stemcell med kapaciteten att växa in i något organ. Under senare år har flera grupper av forskare fullvuxna lungceller från människaiPSCs, men recepten är inte att göra perfekt--de resulterande lungcellerna växer amidst en röra av leverceller, inälvs- celler och andra silkespapper.

Utfärda,” något att sägaFinländaren Hawkins, ”Som är ett stort, Skolar en BU av assistentprofessor för Medicin (MED) av medicinen och delen av det CReM laget. Hawkins är denförsta författare på Föra Journal över av Klinisk Utredning som är pappers-, tillsammans med Philipp Kramer, förr av UTHealth. ”Om du önskar att använda dessa celler till studien lungen, behöver du att få rid av de andra.”,

Först behövde Hawkins a långt att identifiera lungcellerna. Föregående arbete vid Kotton och andra CReM forskare visade att uttryckliga musstemceller en gen kallade Nkx2-1 på ”ödebeslutet”,--ögonblicket som de vänder in i lungceller. ”Som är den första genen, som kommer på det något att säga, ”Mig förmiddagen en lungcell, ”” något att säga Hawkins. Kotton byggde en reportergen som glödde gräsplan, då stemcellerna uttryckte först Nkx2-1, och Hawkins iscensatte den samma genen in i människaceller. Nu kunde han lätt spot och rena de glödande gröna lungcellerna.

Genom Att Använda en flödescytometer, avskilde växte Hawkins och hans kollegor de gröna cellerna ut från blandningen, då dem i en matris. Resultatet: mycket lilla gröna spheres om halva per millimeter across, ”en befolkning av rent, tidig sortlungceller,” något att säga Hawkins. Lagappellerna de mycket små spheresna ”organoids,” förenklade och miniaturized versioner av ett organ som innehåller nyckel- typer av lungceller. Organoidsna är bearbetar, och de serve viktiga åtminstone två ämnar. Först låter de forskare till studien, specificerar in, en kritisk kritiskt ögonblick i människalungutveckling som är mycket lite bekant om. ”Upptäckte Vi, att många av generna, som kontrollerar lungutveckling i annan art, liksom möss, uttrycks också i dessa människaceller,” något att säga Hawkins.

Organoidsserven another ämnar, som väl: forskare kan växa dem in i mer mognar, specifika celltyper--lika flygbolagceller eller alveolarceller--det är kritisk för lung fungerar. ”Nu kan vi faktiskt starta att se sjukdomen,” något att säga Hawkins. Det är var Katherine McCauley (MED'17), femte-året PhD-kandidat på CReM, skriver in föreställa.

McCauleys intresserar är cystic fibrosis, en sjukdom som orsakas av mutationar i en singelgen, CFTR. Mutationen orsakar en persons lungs till jordbruksprodukter en tjock viscous mucus som leder till infektion, inflammation och, slutligen, lungfel. För många tålmodig finns det någon bot.

McCauley som ser det tidigast, arrangerar av sjukdomen, önskade att ta Hawkinss renade lungceller till det nästa kliver och figurerar ut hur de blev flygbolagceller. Till Och Med många samvetsgranna experiment zeroed hon in på en signalerandebana som kallades Wnt som var bekant för att vara viktig i muslungutveckling. Vid roterande banan av, vägledde hon de omogna lungcellerna in i passande flygbolagceller. Därefter växte hon dem in i mycket litet klumpa ihop sig av celler, som hon kallade ”bronchospheres.”,

Lika Hawkinss organoids, bronchospheresna agerar inte något liknande en bronchus; de är enkelt en samling av specifika celler. Men deras noggrannhet gör dem utomordentligt användbara. ”Önskade Vi att se, om vi kunde använda dessa till studieflygbolagsjukdomar,” något att säga McCauley. ”Som är ett av de stora målen: att att iscensätta dessa celler från tålmodig och därefter att använda dem till studien de tålmodigs sjukdomar.”,

Som ett motståndskraftigt av begreppet erhöll växte McCauley två som cellen fodrar från en tålmodig med cystic fibrosis, en som CFTR-mutationen, som orsakade, sjukdomen hade korrigerats, i, och en, som den inte hade i, och dem in i bronchospheres. Att att se, om hon det fungerade recept, henne körde en testa och att applicera en drog, som bör orsaka spheres som göras av det normala som fungerar celler för att fylla med vätska. Den fungerade: ”de fixade” bronchospheresna började att svälla, fördriver spheresna för cystic fibrosis reagerade inte. ”Är kyladelen att vi mätte denna användande kick-genomgång microscopy, och därefter beräknade vi ändringen i område med tid,” något att säga McCauley, som publicerade dessa resultat i CellStemCell och är den bly- författare på studien. ”Så nu kan vi utvärdera CFTR fungerar i ett kvantitativt långt.”,

De nästa kliver, något att säga McCauley, är att förbättra testa, och fjäll skapar det upp, och liknande testar för andra lungsjukdomar. ”Är avskärmer avslutamålet att ta celler från en tålmodig och därefter olika kombinationer av droger,” henne något att säga. ”Förstår idén, att vi kunde ta en tålmodigs celler och testa inte tjugo, bara hundreds eller tusentals droger, och faktiskt hur den tålmodig gick att reagera, för vi ger även dem behandlingen, är precis en oerhörd idé.”,

Källa: Boston Universitetar

Advertisement