Mini hjerner med øjenlignende egenskaber: Et gennembrud i forskningen i nethindesygdomme
Forståelse af øjets udvikling
At forstå, hvordan øjne udvikler sig, er afgørende for forskere, der søger at opklare mysterierne bag tidlige nethindesygdomme. Et for nylig gennemført studie har taget betydelige skridt på dette felt ved succesfuldt at dyrke miniature hjerner med øjenlignende formationer kaldet optiske bægre. Disse optiske bægre er forstadier til nethinden, og deres udvikling inden for mini-organoiderne minder meget om fremkomsten af øjenstrukturer i menneskelige embryoner.
Organoider: Gendanner organer i laboratoriet
Organoider er små, tredimensionelle vævskulturer, der efterligner organernes struktur og funktion. Forskere skaber små organoider fra stamceller, som har potentialet til at modnes til enhver celle i kroppen. Studiet af organoider gør det muligt for forskere at observere, hvordan organer udvikler sig, og hvordan de reagerer på forskellige behandlinger.
iPSC-dyrkede mini hjerner
I denne banebrydende undersøgelse anvendte forskerne humane, inducerede pluripotente stamceller (iPSC) til at dyrke mini hjerner. iPSC’er er voksne stamceller, der er afledt af menneskelige embryoner. I modsætning til traditionelle embryonale stamceller opnås iPSC’er imidlertid fra voksne menneskeceller, typisk fra hud- eller blodprøver. Disse celler omprogrammeres derefter til en embryonisk-lignende tilstand, hvilket gør det muligt for dem at udvikle sig til enhver celle i kroppen.
Udvikling af optiske bægre
Tidligere forskningsindsatser har fokuseret på at dyrke enten rene nethindeceller eller optiske bægre isoleret. Denne undersøgelse havde imidlertid til formål at skabe et integreret system ved at dyrke optiske bægre som en del af mini hjerner. Forskerne modificerede en teknik, der bruges til at omdanne stamceller til neuralt væv for at nå dette mål.
Efter at cellerne havde udviklet sig til mini hjerner, opstod optiske bægre inden for 30 dage og var fuldt modne på dag 50. Tidsrammen for denne udvikling stemmer overens med øjenudviklingen i menneskelige embryoner, hvilket antyder, at denne proces kunne bruges til at studere øjenudvikling i livmoderen.
Lysfølsomme og komplekse strukturer
Bemærkelsesværdigt nok udviste de optiske bægre på mini hjernerne lysfølsomhed og udviklede forskellige typer nethindeceller forbundet med neuroner. Øjnene på organoiderne havde endda en linse og hornhinde væv.
Potentielle anvendelser
Udviklingen af mini hjerner med øjenlignende egenskaber har vidtrækkende konsekvenser for forskning og behandling af nethindesygdomme. Disse organoider kan hjælpe forskere med at:
- Studerer interaktioner mellem hjerne og øje under embryonal udvikling
- Modellere medfødte nethindelidelser
- Generere patientspecifikke nethindecelletyper til personlige lægemiddeltest
- Udvikle transplantationsterapier til nethindesygdomme
Fremtidige retninger
Forskere undersøger i øjeblikket måder at forlænge levetiden for de optiske bægre for at muliggøre mere dybtgående studier af nethindesygdomme. Denne forskning lover meget for at fremme vores forståelse af øjenudvikling og bane vejen for nye behandlinger for nethindesygdomme.