Hva gjør du hvis du vil studere et bestemt organ eller en bestemt type vev, men adgangen til det er begrenset fordi det sitter i en kropp?

Man dyrker en miniatyrmodell i en petriskål – og det er faktisk noe forskere holder på å bli veldig flinke til.

Organer og vev dyrket «in vitro», det vil si utenfor en levende organisme, typisk i en petriskål, kalles for organoider. De er bitte små og kan dannes av stamceller som organiserer seg i tredimensjonale strukturer.

I petriskålen kan forskerne følge et organs anatomi og utvikling på kloss hold.

For eksempel en hårsekk, som det skal handle om her. En japansk forskergruppe som studerer de prosessene som ligger bak hårvekst og pigmentering (farging), har nemlig klart å skape fullt funksjonelle muse-hårsekker gjennom kulturer de har dyrket i petriskåler.

les også

Født seint på året? Da er det klart mer sannsynlig at du velger yrkesfag

En hårsekk blir til

Forskerne har undersøkt et komplekst samspill mellom det ytre hudlagene, som kalles epidermis, og bindevevet, som heter mesenkymet. Den informasjonen som utveksles mellom de to lagene, er nemlig ganske avgjørende for at det dannes hårsekker.

Allerede når et embryo (det vil si et veldig tidlig stadium av et foster) utvikler seg, skjer en interaksjon mellom epidermis og mesenkymet, som setter i gang den såkalte hårfollikel-morfogenesen.

Morfogenese er når celler organiserer seg og blir til vev og organer – i dette tilfellet et hårfollikel, som også kalles en hårsekk.

Hårsekken er en god modell når man vil undersøke mekanismene som setter i gang interaksjonen mellom lagene og dermed utviklingen av organet.

Hårsekker fortsetter nemlig å utvikle seg i dynamiske sykluser fordi hår gror gjennom flere ulike vekstperioder.

Gele får stamceller til å organisere seg

Forskerne har høstet to typer stamceller fra tidlige musefostre – epiteliale og mesenkymale stamceller.

De har blitt blandet sammen i en vekstkultur som også har blitt tilført en kunstig produsert gele som består av proteiner man vanligvis finner i bindevev.

Geleen hjelper cellene med å organisere seg og forme strukturer. Blant annet fordi den gjør det lettere for cellene å vandre rundt.

Cellene klarte også å organisere seg som organoider med en kjerne av epiteliale celler og et skall av mesenkymale celler.

Tre millimeter hår på nakne mus

Med en suksessrate på nesten 100 prosent utviklet de seg til modne hårproduserende sekker som over 23 dager kunne gro tre millimeter hår.

Forskerne testet også et stoff som stimulerer produksjonen av såkalte melanocytter. Det er celler som spiller en rolle i pigmentering, altså fargen på hår.

Når forskerne inkluderte stoffet i petriskål-blandingen sin, ble hårstråene mer pigmenterte.

Til slutt klarte de å transplantere hårsekker over på hårløse laboratoriemus.

Her kunne forskerne følge med på om hårsekkene ville integrere seg med den levende kroppen.

Det ville de. Faktisk vokste hår over flere sykluser over 10 måneder.

Dansk forsker er stor fan av organer i petriskåler

Det er ikke første gang førsteamanuensis Sally Dabelsteen opplever at noen klarer å danne hårsekker i en petriskål.

Forskere har nemlig i flere tiår jobbet med å utvikle kunstige hårsekker. Både til nytte for mennesker som lider av sykdommer som fører til hårtap, men også fordi kunstig frambrakte hårsekker kan brukes til å teste stoffer som ellers ville blitt testet på dyr.

– Det nye er kanskje mer at det har blitt lettere å lage i litt større skala slik at man kan bruke det til for eksempel screening av legemidler, sier Dabelsteen.

Hun har blant annet forsket på interaksjoner mellom hud og bindevev, og jobber også med organoider.

For tiden bruker Dabelsteen organmodeller til å finne nye mål for kreftbehandling og til å teste kreftbehandling med immunceller.

– Det er en flott organoide de har laget, og det er smart sett. Jeg er stor fan av organer i petriskåler – det gjør vi selv i stor stil. Mange ting blir testet på mus, og det er fint i noen tilfeller. Andre ting må testes på menneskeceller, og det kan du gjøre hvis de er dyrket i en skål, sier Dabelsteen.

Mus og mennesker er ulike

At studien kan omsettes til en behandling av hårtap og skallethet, tror hun imidlertid ikke på.

– Problemet er at dette er mus, og mus og mennesker er ganske ulike. De har mye mer hår, og det gror raskere. Hann-mus mister ikke hårene når de blir eldre, som noen menn gjør, sier hun.

– Man må utarbeide en menneskemodell.

Det er også planen ifølge en av de japanske forskerne som i en pressemelding forteller at gruppen planlegger å «forbedre organoide-kulturen med menneskeceller».

Men det er heller ikke så enkelt ifølge Sally Dabelsteen. Da vil man ikke bruke stamceller fra menneskefostre, men høste dem fra en voksen person og programmere cellene tilbake til stamcelle-stadiet.

– Det er mulig, men det er vanskelig, og hvis det er noe som skal transplanteres, må man sørge for at cellene ikke blir frastøtt, sier hun og forklarer at man må ta cellene fra den personen som skal behandles.

– Så kan vi fortsette å spørre om det er noe genetikk i de cellene som gjør at hår likevel ikke vil gro. Hvis du har en sykdom som er genetisk betinget, vil det i noen tilfeller ligge gjemt i de cellene du vil gjøre noe med, sier hun.

De japanske forskernes studie har blitt utgitt i det vitenskapelige tidsskriftet Science Advances.

Referanse:

Tatsuto Kageyama mfl.: Reprogramming of three-dimensional microenvironments for in vitro hair follicle induction. Science Advances, 2022. DOI: 10.1126/sciadv.add4603

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no. Les originalsaken på videnskab.dk her.

les også

Håkjerring utsetter å ha sex til den er over 100 år