Iz človeških embrionalnih matičnih celic je bila vzgojena mrežnica

Človeške matične celice spontano tvorijo tkivo, ki se razvije v mrežnico, tkivo v očesu, ki nam omogoča vid, ugotavlja članek, objavljen v reviji Cell Stem Cell. V prihodnosti bi lahko presaditev tega 3D-tkiva pomagala bolnikom s težavami z vidom.

»To je pomemben mejnik v naslednji fazi regenerativne medicine,« je dejal vodja študije, profesor dr. Yoshiki Sasai, direktor skupine za organogenezo in nevrogenezo v Centru za razvojno biologijo RIKEN na Japonskem. »Naš pristop odpira nove perspektive o uporabi kompleksnih tkiv, pridobljenih iz človeških matičnih celic, za zdravljenje, pa tudi za medicinske raziskave, povezane s patogenezo in razvojem zdravil.«

Med razvojem se mrežnica – svetlobno občutljivo tkivo, ki obdaja notranjost očesa – oblikuje iz strukture, znane kot optična skodelica. V novem delu japonskih raziskovalcev se je ta struktura spontano oblikovala iz človeških embrionalnih matičnih celic (hESC) – celic, pridobljenih iz človeških zarodkov, ki se lahko diferencirajo v različna tkiva. To so omogočile tehnike celičnih kultur, ki jih je optimiziral profesor Sasai in njegova ekipa.

Celice, pridobljene iz HESC, se organizirajo v pravilno tridimenzionalno strukturo z dvema plastema očesne čašice, od katerih ena vsebuje veliko število svetlobno občutljivih celic, imenovanih fotoreceptorji. Ker degeneracija mrežnice nastane predvsem zaradi poškodbe fotoreceptorjev, je tkivo, pridobljeno iz hESC, lahko idealen material za presaditev.

Raziskava japonskih znanstvenikov ne odpira le nadaljnjih možnosti za uporabo matičnih celic v regenerativni medicini, temveč bo zagotovo pospešila razvoj naravoslovnega področja, kot je razvojna biologija. Med poskusi so se raziskovalci prepričali, da je očesna skodelica, oblikovana iz človeških embrionalnih matičnih celic, veliko debelejša od tiste, vzgojene iz mišjih embrionalnih matičnih celic. Poleg tega vsebuje tako paličice kot čepke, medtem ko diferenciacijo v čepke v kulturi mišjih ESC redko opazimo. To pomeni, da embrionalne celice nosijo vrstno specifična navodila za ustvarjanje te očesne strukture.

"Naša študija odpira pot razumevanju razvojnih značilnosti očesa, ki so specifične za ljudi in ki jih je bilo prej nemogoče preučevati," pravi profesor Sasai.

To ni prvi večji uspeh skupine profesorja Sasaija. Konec lanskega leta so znanstveniki iz mišjih embrionalnih matičnih celic vzgojili delujočo sprednjo hipofizo (adenohipofizo), ki jo sestavlja več različnih vrst celic, ki proizvajajo hormone. Članek o rezultatih tega dela z naslovom Samooblikovanje delujoče adenohipofize v tridimenzionalni kulturi je bil objavljen v reviji Nature.

Hipofiza je majhna endokrina žleza na dnu možganov, ki proizvaja več pomembnih hormonov. Še posebej je pomembna v zgodnjem razvoju, in če bodo znanstveniki lahko posnemali njen nastanek v laboratoriju, bodo bolje razumeli embriogenezo. Nenormalnosti v hipofizi so bile povezane z motnjami rasti, kot so gigantizem in težave z vidom, vključno s slepoto.

Ta poskus ne bi bil mogoč brez 3D-kulture celic. Hipofiza je ločen organ, vendar njen razvoj zahteva kemične signale iz možganskega območja neposredno nad njo, hipotalamusa. V 3D-kulturi so znanstveniki lahko hkrati vzgojili dve vrsti tkiva drugo ob drugi, kar je povzročilo matične celice, ki so se po dveh tednih samoorganizirale v hipofizo.

Fluorescentno barvanje je pokazalo, da gojeno tkivo hipofize izraža ustrezne biomarkerje in izloča hormone, značilne za sprednjo hipofizo. Raziskovalci so šli še korak dlje in preizkusili delovanje organov, ki so jih sintetizirali, tako da so jih presadili v miši brez hipofize. Poskusi so bili uspešni: bioinženirske hipofize so obnovile raven glukokortikoidnih hormonov v krvi živali in odpravile vedenjske simptome, kot je letargija. Stanje miši z vsajenimi strukturami iz matičnih celic, ki niso bile izpostavljene potrebnim signalnim dejavnikom in zato niso postale delujoča hipofiza, se ni izboljšalo.

Profesor Sasai in njegovi kolegi nameravajo poskus ponoviti na človeških matičnih celicah in verjamejo, da bo to delo trajalo vsaj tri leta.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]