Мини-мозги с признаками глаз: прорыв в исследовании заболеваний сетчатки
Понимание развития глаз
Понимание того, как развиваются глаза, имеет решающее значение для исследователей, стремящихся раскрыть тайны ранних заболеваний сетчатки. Недавнее исследование сделало значительные шаги в этой области, успешно вырастив миниатюрные мозги с глазоподобными образованиями, называемыми глазными бокалами. Эти глазные бокалы являются предшественниками сетчатки, и их развитие в мини-органоидах очень похоже на появление структур глаза у человеческих эмбрионов.
Органоиды: воспроизведение органов в лаборатории
Органоиды — это небольшие трехмерные культуры тканей, которые имитируют структуру и функции органов. Исследователи создают крошечные органоиды из стволовых клеток, которые могут созревать в любую клетку организма. Изучение органоидов позволяет ученым наблюдать, как развиваются органы и реагируют на различные методы лечения.
Мини-мозги, выращенные из iPSC
В этом новаторском исследовании исследователи использовали индуцированные человеком плюрипотентные стволовые клетки (iPSC) для выращивания мини-мозгов. iPSC — это взрослые стволовые клетки, полученные из человеческих эмбрионов. Однако, в отличие от традиционных эмбриональных стволовых клеток, iPSC получают из взрослых клеток человека, обычно из образцов кожи или крови. Затем эти клетки перепрограммируются в эмбриональное состояние, что позволяет им развиваться в любую клетку организма.
Развитие глазных бокалов
Предыдущие исследовательские усилия были сосредоточены на выращивании либо чистых клеток сетчатки, либо глазных бокалов в изоляции. Однако в этом исследовании ставилась цель создать интегрированную систему путем выращивания глазных бокалов как части мини-мозгов. Исследователи модифицировали технику, используемую для превращения стволовых клеток в нервную ткань, чтобы достичь этой цели.
После того как клетки развились в мини-мозги, глазные бокалы появились в течение 30 дней и полностью созрели к 50 дню. Сроки этого развития совпадают с развитием глаз у человеческих эмбрионов, что позволяет предположить, что этот процесс можно использовать для изучения развития глаз в матке.
Светочувствительные и сложные структуры
Примечательно, что глазные бокалы на мини-мозгах проявляли светочувствительность и развивали различные типы клеток сетчатки, соединенные с нервной тканью. Глаза на органоидах даже имели хрусталик и роговицу.
Потенциальные применения
Разработка мини-мозгов с глазоподобными признаками имеет далеко идущие последствия для исследования и лечения заболеваний сетчатки. Эти органоиды могут помочь ученым:
- Изучать взаимодействие мозга и глаз во время эмбрионального развития
- Моделировать врожденные заболевания сетчатки
- Создавать специфичные для пациента типы клеток сетчатки для персонализированного тестирования лекарств
- Разрабатывать трансплантационные методы лечения заболеваний сетчатки
Будущие направления
В настоящее время ученые исследуют способы продления срока жизни глазных бокалов, чтобы облегчить более глубокое изучение заболеваний сетчатки. Это исследование имеет огромные перспективы для расширения нашего понимания развития глаз и открытия новых методов лечения заболеваний сетчатки.