少量的干细胞，各种生长因子，4到6周的时间——当然，还需要大量的专业知识——才能在实验室里制造出一个按比例缩小但仍具有生命特征和功能的子宫颈复制品。
发表在《Nature protocols》杂志上的一篇新文章详细展示了这一过程的工作原理。Cindrilla Chumduri博士是朱利叶斯·马克西米利安大学Würzburg (JMU)微生物学系研究小组的负责人。长期以来，感染和癌症生物学家一直在研究宫颈组织的生理过程。她对那里的癌症发展情况特别感兴趣。
Chumduri说:“直到最近，科学还缺乏一个系统，可以很好地反映子宫颈不同细胞类型的细胞、生理和功能特性。”她说，这使得研究正常生理、疾病发展和感染过程变得困难。
她说，有了她开发的三维类器官，“新的机会正在为研究子宫颈、感染和癌症发展的生物学打开。”个性化医学的新应用，新的活性物质的搜索，对基因组的干预，疾病的建模:在类器官的帮助下，科学家现在可以比以前更容易地将所有这些付诸实践。
宫颈有许多功能
宫颈是一个复杂的结构。它最重要的任务之一是使精子进入子宫腔，从而使卵子受精。另一方面，它必须保护女性的生殖道免受危险的入侵者，如真菌、病毒和细菌，以及提升感染。此外，在怀孕结束时，它必须能够显著扩张，以便胎儿能够通过它。
从解剖学上讲，子宫颈是子宫腔和阴道之间的纽带。它包括所谓的宫颈内腔(靠近子宫)和宫颈外腔(伸入阴道)。宫颈上皮由不同类型的细胞构成:宫颈内为柱状上皮，宫颈外为多层鳞状上皮。在这两个区域合并的地方，它们形成一个过渡区，特别容易感染和组织形成。例如，大多数宫颈癌起源于那里。
干细胞作为起始物质
为了开发子宫颈的三维类器官，Cindrilla Chumduri和她的团队选择成人上皮干细胞作为起始材料。这些都是在宫颈内和宫颈外的活组织检查中取得的。在生长因子的独特组合和不同的培养方法的帮助下，他们能够再现自然的三维组织结构和组成，以及原始组织的功能特性，并将其保存很长时间。
在更高级的实验中，科学家们还对干细胞进行了基因操纵。Chumduri说:“我们将来自人类乳头瘤病毒HpV的基因植入干细胞，这种病毒会导致癌症的发生。”这可能会解开一个科学研究了很长时间的谜团。
致命的病毒
因为虽然众所周知，人乳头状瘤病毒是大多数子宫颈癌的主要原因，但感染该病毒并不等同于恶性组织肿瘤:目前的统计数字表明，约80%的妇女在其一生中会经历人乳头状瘤病毒感染。但是，只有1.6%的人患上了宫颈癌。
现在怀疑还有其他因素增加了宫颈癌的风险，例如与其他性传播病原体合并感染，如细菌病原体沙眼衣原体。基因工程的人类宫颈外类器官现在允许Chumduri和她的团队更仔细地研究病毒感染对宫颈鳞状上皮的长期影响，以及与其他病原体(如沙眼衣原体)合并感染的贡献。
取得进一步进展的巨大潜力
“宫颈内和宫颈外的类器官是理想的，几乎是生理学的3D上皮组织，用于研究和建模宫颈生物学，宿主-病原体的相互作用和疾病发展，”她肯定。此外，她说，它们是研究器官对耐抗生素病原体的反应的理想选择。
类器官也使研究宫颈上皮对激素变化的反应及其对干细胞再生、粘液生成和对病原体的先天防御的影响成为可能。她说，它们的长期培养能力为进一步研究慢性或反复感染及其对宿主细胞的影响提供了一个独特的机会。
无论如何，Cindrilla Chumduri确信:“总的来说，宫颈的类器官模型为女性生殖道生物学的进一步研究提供了巨大的潜力。”