Hvordan vokser en tarm seg lang? Det har forundret mange forskere som prøver å dyrke det lange tubeformede organet på laboratoriet.

Men en ny studie viser at de samme rykningene tarmene gjør når du fordøyer maten din, kan ha vært helt avgjørende for at de vokste seg lange da du utviklet deg inni mors mage.

Eksperimentene er fanget på film, som viser hvordan kyllingtarmer spreller seg lange.

Forskerne bak studien skriver at funnet på sikt kan hjelpe folk som er født med for korte tarmer.

Fra stamceller til organer

På laboratorier rundt omkring i hele verden prøver forskere å dyrke organer. I skåler og flasker fylt med næring vokser det frem nyrer, hud eller en liten klump som plutselig en dag begynner å slå som et hjerte.

Nøkkelen ligger i å finne ut hva som skal til for at uspesialiserte stamceller forvandler seg til høyspesialiserte leverceller, hudceller, hjerteceller − eller altså tarmceller.

Og det aller vanskeligste er kanskje å få cellene til å organisere seg riktig, slik at de ikke bare er en klump, men et aktivt organ.

Tarmer er spesielt vanskelig å dyrke på laboratoriet, Ifølge Nicolas Chevalier ved Paris Diderot universitetet.

– Resultatet er ofte en rund ball med celler, sier han til the New York Times.

– Den får ikke den klassiske lange sylindriske formen.

Å dyrke frem tarmer på laboratoriet er ikke bare nyttig for mennesker som trenger tarmtransplantasjon. Tarmene kan også brukes til å forske på ulike sykdommer, som for eksempel tarmkreft.

Hjalp tarmene i gang

For å teste ut om selve sprellingen får tarmene til å vokse, festet forskerne noen slags små vekter på hver ende av en liten tarmstump.

− Det blir litt som å dra forsiktig i hver ende, forklarer Chevalier.

Og disse vektene setter i gang sammentrekningene i tarmene som gjorde at de små tarmstumpene begynte å vokse.

– Organene vi dro i vokste mye. De doblet seg i lengde på bare to dager, forteller forskeren.

I samme skål hadde forskerne tarmer som ikke ble dratt i, men disse vokste ikke.

Stoppet sprellingen i kyllingembryoer

Men én ting er at disse rykningene fikk tarmer til å vokse seg lange når de lå helt for seg selv i en skål. Det betyr jo ikke nødvendigvis at det er det som skjer når et lite embryo vokser seg til en fiks ferdig kylling.

For å undersøke om det faktisk er slik, studerte forskerne utviklingen av et kyllingembryo på laboratoriet. Der fant de at tarmutviklingen skjøt fart når rykningene begynte.

Så testet de hva som skjedde hvis tarmene ikke fikk mulighet til å trekke seg sammen på denne måten.

Ved å gi embryoene en medisin som stoppet rykningene, så de at tarmene nesten sluttet å vokse i lengden. Tarmene ble tykkere, men ikke lenger. Det fanget de også på film.

Samme bevegelser som når du fordøyer maten

Chevalier og kollegaer konkluderer med at sprellingen er avgjørende for at tarmer skal vokse seg lange i fosterlivet.

− Det er litt overraskende, sier Jan Brinchmann som leder en forskningsgruppe for celleterapi ved Oslo universitetssykehus og universitetet i Oslo.

Han påpeker at disse rykningene ikke går i lengderetningen av tarmen. Tarmen blir altså ikke strukket som en gummistrikk, men mer klemt på som en kaviartube.

− Sammentrekningene gjør at et lite område i tarmen skviser seg sammen slik at diameteren blir mindre, forklarer Brinchmann.

Og så fortsetter denne bevegelsen som en slags bølge bortover tarmen. Disse sammentrekningene er de samme som tarmen bruker for å presse mat gjennom fra én ende til den andre.

At dette fører til at tarmer vokser seg lange, var uventet, ifølge Brinchmann.

Kan hjelpe barn med for kort tarm

Men har dette noe å si for oss? Har vi noen grunn til å tro at det samme skjer i menneskefoster?

− Ja, det er i hvert fall ingen grunn til å tro at det ikke gjør det. Det er mye av fosterutviklingen som er lik mellom dyrearter, svarer Brinchmann.

Han legger til at vi ikke kommer unna at vi er veldig like høner.

Forskerne bak studien skriver også at de har bevis på at det samme kan skje i mennesker. De har nemlig funnet tegn til denne sprellingen på MR-bilder av menneskefostre.

Vi er altså ett skritt nærmere å dyrke mennesketarmer på laben.

Det vil i fremtiden bety at barn som er født med for korte tarmer, kan få dyrket en ny tarm fra sine egne stamceller og få operert den inn.

Men i første omgang skal forskerne undersøke om den samme mekanismen gjelder for et annet dyr som også ligner på oss mennesker, nemlig mus, sier Chevalier til the New York Times.

Referanse

D. Khalipina med flere: Smooth muscle contractility causes the gut to grow anisotropically, Journal of the royal society interface 2019, https://doi.org/10.1098/rsif.2019.0484

Les også

Spanske forskere har sprøytet menneskeceller inn i apeembryo