От човешките ембрионални стволови клетки, ретината се отглежда

Човешките стволови клетки спонтанно образуват тъкан, която се развива в ретината - тази тъкан на окото, която ни позволява да видим. Това се съобщава в статия, публикувана в списание Cell Stem Cell. В бъдеще трансплантацията на такава триизмерна тъкан може да помогне на пациентите със зрително увреждане.

"Това е важен момент в новия етап на развитие на регенеративната медицина", - коментира резултатите от разследванията на главата си директор на органогенезата групи и неврогенеза професор Yoshiki Sasai (Yoshiki Sasai), дм, от Центъра за биология на развитието, RIKEN изследователски институт (RIKEN Центъра за биология на развитието ), Япония. "Нашият подход отваря нови перспективи в използването на сложни тъкани, получени от човешки стволови клетки за лечение, както и за медицински изследвания, свързани с патогенезата и развитието на наркотици."

В процеса на развитие, ретината е фоточувствителна тъкан, облицоваща вътрешната повърхност на окото - тя се образува от структура, известна като визуално или очно стъкло. Новите японски изследователи, работещи тази структура е спонтанно образуват от човешки ембрионални стволови клетки (човешки ембрионални стволови клетки, hESCs) - клетки, получени от човешки ембриони, с потенциал да се диференцират в различни тъкани. Това стана възможно благодарение на методите за клетъчно култивиране, оптимизирани от професор Сасай и неговата група.

Клетките, получени от hESCs, са организирани в правилната триизмерна структура с два слоя от чашата за очи, единият от които съдържа голям брой фоточувствителни клетки - фоторецептори. Тъй като дегенерирането на ретината е предимно резултат от увреждане на фоторецепторите, тъканта от hESCs, получена от тях, може да се превърне в идеален материал за трансплантация.

Изследванията на японски учени не само отварят нови перспективи за използването на стволови клетки в регенеративната медицина, но без съмнение ще ускорят развитието на такова естествознание като биология на развитието. В хода на експериментите изследователите са убедени, че стъклото за очи, образувано от човешки ембрионални стволови клетки, е много по-дебело от това, произхождащо от миши ембрионални стволови клетки. В допълнение, тя съдържа както пръчки, така и шишарки, докато в ESC мишки, диференцирането в конуси е рядко. Това означава, че ембрионалните клетки носят специфични за вида инструкции за създаване на тази структура на окото.

"Нашето изследване открива пътя към разбирането на особеностите на развитието на окото, специфични за човек, чието изследване преди това е било невъзможно", професор Сасай е сигурен.

Това не е първият голям успех на групата на професор Сасай. В края на миналата година, учените са отгледани от ембрионални стволови клетки от миши функционален предната хипофиза (аденохипофиза), състоящ се от няколко различни вида хормон-продуциращи клетки. Статия за резултатите от тази работа Самообразуването на функционалната аденохипофиза в триизмерната култура е публикувано в списание Nature.

Хипофизната жлеза е малка ендокринна жлеза в основата на мозъка, която произвежда няколко важни хормона. Това е особено важно в периода на ранното развитие и способността му да имитира образованието си в лабораторията ще помогне на учените по-добре да разберат ембриогенезата. Нарушенията в хипофизната жлеза са свързани с нарушения на растежа, като гигантизъм и проблеми със зрението, включително слепота.

Този експеримент не би бил възможен без триизмерна клетъчна култура. Хипофизната жлеза е отделен орган, но за неговото развитие са необходими химически сигнали от мозъчната област, разположена точно над нея - хипоталамуса. В триизмерна култура учените могат едновременно да се размножават два вида тъкани, което води до две седмици на стволови клетки, които се самоорганизират в хипофизната жлеза.

Флуоресцентно оцветяване показва, че хипофизната отглеждат тъкан експресира и секретира съответните биомаркери типични на предния дял на хипофизата хормони. Изследователите отиде още една стъпка и тествани функционалността на синтезирани органи на тях, трансплантирани в мишки липсват хипофизата. Експериментите са довели до успех: биоинженерни хипофиза възстановени нивата на лечение с глюкокортикоиди хормони в кръвта на животните и премахване на поведенчески симптоми като летаргия. Мишки, имплантирани с държавни структури от стволови клетки, които не са били изложени на необходимите сигнални фактори и следователно не стане функционален хипофизната жлеза, не се е подобрила.

Професор Сасай и колегите му планират да повторят експеримента върху човешки стволови клетки и според тях тази работа ще отнеме най-малко три години.

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