Diferenciación dirigida de células madre pluripotentes humanas en tejido intestinal in vitro

Área de la Ciencia:

• Biología del desarrollo Biología del desarrollo.
• Biología de las células madre Biología de las células madre
• Gastroenterología y Gastroenterología.

Sus antecedentes:

• Estudios previos habían diferenciado con éxito células madre pluripotentes (CPS) en tipos específicos de células de órganos in vitro, como los hepatocitos hepáticos y las células endocrinas pancreáticas.
• La generación de complejos tejidos de órganos tridimensionales (3D) in vitro sigue siendo un obstáculo significativo para la investigación traslacional.

Objetivo del estudio:

• Establecer un proceso robusto y eficiente para diferenciar las PSC humanas en el tejido intestinal in vitro.
• Para imitar el desarrollo intestinal embrionario utilizando manipulaciones del factor de crecimiento temporal.
• Para crear un modelo para el estudio del desarrollo intestinal humano y las enfermedades.

Principales métodos:

• Manipulación temporal de los factores de crecimiento (activina, FGF, Wnt) para guiar la diferenciación de las PSC.
• Imitando las etapas de desarrollo embrionario: la formación definitiva del endodermo, el patrón del endodermo posterior, la especificación del intestino trasero y la morfogénesis.
• Utilizando un sistema de cultivo pro-intestinal para promover el crecimiento, la morfogénesis y la citodiferenciación.

Principales resultados:

• Organoides intestinales 3D generados con epitelio polarizado y columnar organizado en estructuras tipo vellosidad y cripta.
• Los organoides contenían enterocitos funcionales, células de copa, células de Paneth y células enteroendocrinas.
• Identificó WNT3A y FGF4 como cruciales para la especificación del intestino posterior y FGF4 para la morfogénesis; NEUROG3 es esencial para el desarrollo celular enteroendocrino.

Conclusiones:

• Las células madre intestinales humanas se forman de novo durante el desarrollo.
• NEUROG3 es necesario y suficiente para el desarrollo de células enteroendocrinas humanas in vitro.
• El tejido intestinal humano derivado de PSC ofrece nuevas vías para estudiar el desarrollo intestinal y las enfermedades.