Міні-мозк зі схожими з очима рисами: прорив в дослідженні захворювань сітківки
Розуміння розвитку очей
Розуміння того, як розвиваються очі, є вирішальним для дослідників, які прагнуть розгадати таємниці ранніх захворювань сітківки. Нещодавнє дослідження досягло значних успіхів у цій галузі, успішно виростивши міні-мозк із схожими з очима утвореннями, званими зоровими чашами. Ці зорові чаші є попередниками сітківки, і їх розвиток у міні-органоїдах дуже нагадує появу структур ока в людських ембріонах.
Органоїди: відтворення органів у лабораторії
Органоїди – це невеликі тривимірні культури тканин, що імітують структуру та функцію органів. Дослідники створюють крихітні органоїди зі стовбурових клітин, які мають потенціал дозрівати в будь-яку клітину в організмі. Вивчення органоїдів дозволяє вченим спостерігати, як органи розвиваються та реагують на різні методи лікування.
Міні-мозк, вирощений з iPSC
У цьому новаторському дослідженні дослідники використали людські індуковані плюрипотентні стовбурові клітини (iPSC) для вирощування міні-мозку. iPSC – це дорослі стовбурові клітини, отримані з людських ембріонів. Однак, на відміну від традиційних ембріональних стовбурових клітин, iPSC отримують з клітин дорослих людей, зазвичай зі шкіри або крові. Потім ці клітини перепрограмовуються до стану, схожого на ембріональний, що дозволяє їм розвиватися в будь-яку клітину в організмі.
Розвиток зорових чаш
Попередні дослідницькі зусилля були зосереджені на вирощуванні або чистих клітин сітківки, або зорових чаш ізольовано. Однак у цьому дослідженні метою було створення інтегрованої системи шляхом вирощування зорових чаш як частини міні-мозку. Дослідники модифікували техніку, яка використовується для перетворення стовбурових клітин у нервову тканину, щоб досягти цієї мети.
Після того, як клітини розвинулися в міні-мозок, зорові чаші з’явилися протягом 30 днів і повністю дозріли на 50 день. Терміни цього розвитку збігаються з розвитком очей у людських ембріонів, що свідчить про те, що цей процес може використовуватися для вивчення розвитку очей внутрішньоутробно.
Світлочутливі та складні структури
Примітно, що зорові чаші на міні-мозку виявили світлочутливість і розвинули різні типи клітин сітківки, з’єднані з нейронною тканиною. Очі на органоїдах навіть мали кришталик і тканину рогівки.
Потенційні застосування
Розробка міні-мозку зі схожими на очі рисами має далекосяжні наслідки для дослідження та лікування захворювань сітківки. Ці органоїди можуть допомогти вченим:
- Вивчити взаємодію мозку та очей під час ембріонального розвитку
- Моделювати вроджені захворювання сітківки
- Створювати специфічні для пацієнтів типи клітин сітківки для персоналізованого тестування препаратів
- Розробляти методи трансплантації для лікування захворювань сітківки
Напрями майбутніх досліджень
Учені наразі вивчають способи продовжити тривалість життя зорових чаш, щоб полегшити більш глибокі дослідження порушень сітківки. Це дослідження є дуже перспективним для розширення наших знань про розвиток очей і прокладання шляху для нових методів лікування захворювань сітківки.