Od izvornih celic človeških zarodkov se vzreja mrežnica

Človeške matične celice spontano tvorijo tkivo, ki se razvije v mrežnico - tkivo očesa, ki nam omogoča ogled. To je navedeno v članku, objavljenem v reviji Cell Cell Stem Cell. V prihodnosti lahko presaditev takšnega tridimenzionalnega tkiva pomaga bolnikom z motnjami vida.

"To je pomemben mejnik v novo fazo razvoja regenerativne medicine", - komentiral rezultate preiskav v glavi direktorja organogeneze skupin in Neurogeneza profesor Yoshiki Sasai (Yoshiki Sasai), MD, PhD, od RIKEN Research Institute (RIKEN Center za razvojno biologijo Centra za razvojno biologijo, ), Japonska. "Naš pristop odpira nove možnosti za uporabo kompleksnih tkiv, pridobljenih iz človeških izvornih celic za zdravljenje, kot tudi za medicinske raziskave v zvezi s patogenezo in razvojem zdravil".

V procesu razvoja je mrežnica fotosenzitivno tkivo, ki obloga notranjo površino očesa - je oblikovana iz strukture, znane kot vizualno ali očesno steklo. Nove Japonski raziskovalci to strukturo spontano tvorjen iz človeških embrionalnih matičnih celic (humanih embrionalnih izvornih celic, hESCs) - celic, ki izvirajo iz človeških zarodkov, z možnostjo, da se diferencirajo v različnih tkivih. To so omogočile metode gojenja celic, ki jih optimizirata profesor Sasai in njegova skupina.

Celice, pridobljene iz hESC-jev, so organizirane v pravilno tridimenzionalno strukturo z dvema plastema očesne skodelice, od katerih ena vsebuje veliko število svetlobno občutljivih celic - fotoreceptorjev. Ker je degeneracija mrežnice predvsem posledica poškodbe fotoreceptorjev, je tkivo hESC lahko idealen material za presaditev.

Študija japonskih znanstvenikov ne le odpira nove možnosti za uporabo matičnih celic v regenerativni medicini, ampak bo nedvomno pospešila razvoj takšnega naravoslovnega področja kot razvojne biologije. V poskusih so bili raziskovalci prepričani, da je očesno steklo, ki ga sestavljajo humane embrionalne matične celice, veliko debelejše od tistega, ki ga vzgajajo iz izvornih celic mišjega embriona. Poleg tega vsebuje tudi palice in stožce, medtem ko je v miških ESCs diferenciacija v stožci redka. To pomeni, da embrionalne celice nosijo specifična navodila za oblikovanje te strukture oči.

"Naša raziskava odpira pot do razumevanja posebnosti razvoja očesa, specifične za osebo, katere študija je bila prej nemogoča," je prepričan profesor Sasai.

To ni prvi velik uspeh profesorja Sasaijeve skupine. Konec lanskega leta so znanstveniki iz matičnih celic mišjega gripe rastli s funkcionalnim prednjim delom hipofize (adenohipophysis), ki je sestavljen iz več različnih vrst hormonskih celic. Članek o rezultatih tega dela Samotvorba funkcionalne adenohipofize v tridimenzionalni kulturi je bila objavljena v reviji Nature.

Hipofizna žleza je majhna endokrini žlez na osnovi možganov, ki proizvaja več pomembnih hormonov. To je še posebej pomembno v obdobju zgodnjega razvoja in sposobnost posnemanja njegovega izobraževanja v laboratoriju bo znanstvenikom pomagal bolje razumeti embriogenezo. Motnje v hipofizi so povezane z motnjami rasti, kot so gigantizem in težave s vidom, vključno s slepoto.

Ta poskus ne bi bil mogoč brez tridimenzionalne celične kulture. Hipofizna žleza je ločen organ, vendar za njen razvoj potrebujejo kemične signale iz možganske regije, ki se nahaja neposredno nad njim - hipotalamusa. V trodimenzionalni kulturi so znanstveniki lahko istočasno rasli tesno drug z drugim dve vrsti tkiva, kar je rezultiralo v dveh tednih izvornih celic, ki so se samoorganizirale v hipofizo.

Fluorescijsko obarvanje je pokazalo, da rastno hipofize tkivo izražajo ustrezne biomarkerje in skrivnosti, značilne za hormone sprednje hipofize. Raziskovalci so šli še naprej in preizkusili funkcionalnost organov, ki so jih sintetizirali, in jih nadomestili z miši, ki so bile prikrajšane za hipofizo. Poskusi so se končali z uspehom: bioinženirana hipofiza je obnovila ravni glukokortikoidnih hormonov v krvi živali in odpravila vedenjske simptome, kot je letargija. Stanje miši z implantiranimi izvornimi celicami, ki niso bile izpostavljene potrebnim signalnim faktorjem in zato niso postale funkcionalni hipofize, se ni izboljšalo.

Profesor Sasai in njegovi kolegi nameravajo ponoviti eksperiment na človeških matičnih celicah in po njihovem mnenju bo to delo trajalo vsaj tri leta.

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