Min hjärnor med ögonliknande egenskaper: Ett genombrott inom forskningen på näthinnesjukdomar
Att förstå ögats utveckling
Att förstå hur ögon utvecklas är avgörande för forskare som vill lösa de tidiga näthinnesjukdomarnas gåtor. En nyligen genomförd studie har tagit betydande steg på detta område genom att framgångsrikt odla miniatyrhjärnor med ögonliknande formationer som kallas optiska bägare. Dessa optiska bägare är föregångare till näthinnan, och deras utveckling inom mini-organoiderna liknar mycket uppkomsten av ögonstrukturer hos mänskliga embryon.
Organoider: Att återskapa organ i labbet
Organoider är små, tredimensionella vävnadskulturer som efterliknar organens struktur och funktion. Forskare skapar små organoider från stamceller, som har potential att mogna till vilken cell som helst i kroppen. Att studera organoider gör det möjligt för forskare att observera hur organ utvecklas och reagerar på olika behandlingar.
iPSC-odlade minihjärnor
I denna banbrytande studie använde forskare humana inducerade pluripotenta stamceller (iPSC) för att odla minihjärnor. iPSC är adulta stamceller som härrör från mänskliga embryon. Till skillnad från traditionella embryonala stamceller erhålls dock iPSC från vuxna humana celler, vanligtvis från hud- eller blodprover. Dessa celler omprogrammeras sedan till ett embryolikt tillstånd, vilket gör att de kan utvecklas till vilken cell som helst i kroppen.
Att utveckla optiska bägare
Tidigare forskningsinsatser har fokuserat på att odla antingen rena näthinneceller eller optiska bägare var för sig. Denna studie syftade dock till att skapa ett integrerat system genom att odla optiska bägare som en del av minihjärnor. Forskarna modifierade en teknik som används för att omvandla stamceller till nervvävnad för att uppnå detta mål.
Efter att cellerna utvecklats till minihjärnor uppstod optiska bägare inom 30 dagar och var helt mogna vid dag 50. Tidpunkten för denna utveckling stämmer överens med ögonutvecklingen hos mänskliga embryon, vilket tyder på att denna process skulle kunna användas för att studera ögonutveckling i livmodern.
Ljuskänsliga och komplexa strukturer
Anmärkningsvärt nog uppvisade de optiska bägarna på minihjärnorna ljuskänslighet och utvecklade olika typer av näthinneceller som var kopplade till nervvävnad. Ögonen på organoiderna hade till och med en lins och hornhinnevävnad.
Potentiella tillämpningar
Utvecklingen av minihjärnor med ögonliknande egenskaper har långtgående konsekvenser för forskning och behandling av näthinnesjukdomar. Dessa organoider kan hjälpa forskare att:
- Studera interaktioner mellan hjärna och öga under embryonal utveckling
- Modellera medfödda näthinnesjukdomar
- Generera patientspecifika näthinnecellstyper för personanpassade läkemedelstester
- Utveckla transplantationsterapier för näthinnesjukdomar
Framtida inriktningar
Forskare undersöker för närvarande sätt att förlänga livslängden på de optiska bägarna för att underlätta mer djupgående studier av näthinnesjukdomar. Denna forskning lovar mycket för att främja vår förståelse av ögonutveckling och bana väg för nya behandlingar av näthinnesjukdomar.