根据今天(9月7日星期一)发表在《自然医学》上的一项研究,弗朗西斯克里克研究所、大奥蒙德街医院(GOSH)和伦敦大学学院大奥蒙德街儿童健康研究所(ICH)的先驱科学家们已经利用来自患者组织的干细胞培育出了人类肠道移植物,有朝一日可能会导致肠道衰竭儿童的个性化移植。
患有肠道衰竭的儿童无法吸收对其整体健康和发育至关重要的营养物质。这可能是由于疾病或小肠损伤所致。
在这些情况下,儿童可以通过一种称为肠外营养的过程进行静脉喂养,但这与严重的并发症有关,如静脉感染和肝功能衰竭。如果出现并发症或严重的情况,这些孩子可能需要移植。然而,合适的供体器官短缺,手术后可能会出现问题,比如身体排斥移植。
在他们的概念验证研究中,研究小组展示了如何在实验室中使用肠道干细胞和取自患者的小肠或结肠组织来培养小肠的重要内层,该内层具有消化和吸收肽和消化食物中的蔗糖的能力。
这是设计用于移植的所有肠层的第一步。研究人员希望有一天,实验室培育的器官可以提供一种安全、更持久的替代传统的供体移植。
研究人员对12名患有肠衰竭或有患肠衰竭风险的儿童进行了小肠活检。在实验室里,他们刺激活检细胞生长成“迷你肠道”,也被称为肠道类器官,在4周的时间里,从每个病人身上产生了超过1000万个肠道干细胞。
研究人员还从其他接受必要手术切除部分肠道的儿童身上收集了小肠和结肠组织,否则这些组织将被丢弃。利用实验室技术,从这些组织中取出细胞,留下形成支架的骨架结构。
研究人员将“迷你肠道”放置在这些支架上,在那里它们在这个结构上生长,形成一个活的移植物。由于特定的培养条件,干细胞变成了小肠中存在的许多不同类型的细胞。移植物能够消化和吸收肽,蛋白质的组成部分,以及将蔗糖消化成葡萄糖。
“虽然这项研究目前还在实验室进行,但我们正致力于使其成为一种现实而安全的治疗选择,”NIHR资深教授Paolo De Coppi解释说,他是GOSH的儿科外科顾问,也是UCL大奥蒙德街儿童健康研究所(ICH)干细胞和再生医学科的外科主任。
“重要的是,我们已经证明,可以用结肠组织来制造支架,而不仅仅是小肠组织。在实践中,通常更容易从结肠中获得组织,因此这可以使该方法更加可行。这是再生医学向前迈出的重要一步,我们对这对患者意味着什么持乐观态度,但在我们安全有效地将这种方法转化为治疗方法之前,还有更多的研究要做。”
除了证明从儿童身上取下的活组织检查可用于培养功能良好的肠道移植物外,研究人员还证明了移植物在移植到小鼠体内后存活并成熟。