Daripada sel stem embrio manusia, retina berkembang

Sel stem manusia secara spontan membentuk tisu yang berkembang menjadi retina - tisu mata yang membolehkan kita melihatnya. Ini dilaporkan dalam artikel yang diterbitkan dalam jurnal Cell Stem Cell. Pada masa akan datang, pemindahan tisu tiga dimensi seperti itu dapat membantu pesakit mengalami masalah penglihatan.

"Ini adalah satu peristiwa penting dalam peringkat baru pembangunan perubatan regeneratif", - mengulas hasil siasatan pengarah kepalanya kumpulan organogenesis dan neurogenesis Profesor Yoshiki Sasai (Yoshiki Sasai), MD, PhD, dari Pusat Biologi Perkembangan, Institut Penyelidikan RIKEN (Pusat RIKEN Biologi Perkembangan ), Jepun. "Pendekatan kami membuka prospek baru dalam menggunakan tisu kompleks yang berasal dari sel stem manusia untuk rawatan, serta untuk penyelidikan perubatan yang berkaitan dengan patogenesis dan perkembangan ubat-ubatan."

Dalam proses pembangunan, retina adalah tisu fotosensitif yang melapisi permukaan dalaman mata - ia terbentuk daripada struktur yang dikenali sebagai kaca mata atau mata. Dalam karya baru penyelidik Jepun, struktur ini secara spontan terbentuk dari sel stem embrio manusia (hescs) - sel yang berasal dari embrio manusia yang berpotensi untuk membezakan tisu yang berbeza. Ini dibuat dengan kaedah penanaman sel, dioptimumkan oleh Profesor Sasai dan kumpulannya.

Sel-sel yang berasal dari hESCs dianjurkan ke dalam struktur tiga dimensi yang betul dengan dua lapisan cawan mata, salah satunya mengandungi sejumlah besar sel fotosensitif - photoreceptors. Oleh kerana degenerasi retina adalah terutamanya akibat kerosakan kepada photoreceptors, tisu hESC diperolehi daripada mereka boleh menjadi bahan yang ideal untuk pemindahan.

Kajian saintis Jepun, bukan sahaja membuka prospek masa depan untuk penggunaan sel stem dalam bidang perubatan regeneratif, tetapi juga, sudah tentu, mempercepatkan pembangunan bidang ini sains semulajadi pembangunan biologi. Dalam perjalanan eksperimen, penyelidik yakin bahawa kaca mata, yang terbentuk dari sel stem manusia embrionik, jauh lebih tebal daripada yang ditanam dari sel tikus embrionik tikus. Di samping itu, ia mengandungi kedua-dua batang dan kon, manakala dalam ESC tetikus, pembezaan ke dalam kerong jarang berlaku. Ini bermakna sel embrionik membawa arahan spesifik spesies untuk mencipta struktur mata ini.

"Penyelidikan kami membuka jalan untuk memahami keunikan perkembangan mata, khusus untuk seseorang, kajian yang sebelumnya tidak mungkin," Profesor Sasai yakin.

Ini bukan kejayaan besar pertama kumpulan Profesor Sasai. Pada akhir tahun lepas, saintis telah berkembang dari sel stem embrio tetikus sebagai bahagian anterior berfungsi pituitari (adenohypophysis), yang terdiri daripada beberapa jenis sel penghasil hormon. Satu artikel tentang hasil kerja ini Pembentukan diri adenohypophysis berfungsi dalam budaya tiga dimensi telah diterbitkan dalam Alam jurnal.

Kelenjar pituitari adalah kelenjar endokrin kecil di dasar otak, yang menghasilkan beberapa hormon penting. Ia amat penting dalam tempoh pembangunan awal, dan keupayaan untuk meniru pendidikannya di makmal akan membantu saintis lebih memahami embriogenesis. Gangguan dalam kelenjar pituitari dikaitkan dengan gangguan pertumbuhan, seperti gigantisme, dan masalah penglihatan, termasuk kebutaan.

Eksperimen ini tidak boleh dilakukan tanpa budaya sel tiga dimensi. Kelenjar pituitari adalah organ yang berasingan, tetapi untuk perkembangannya, isyarat kimia diperlukan dari kawasan otak yang terletak di atasnya - hipotalamus. Dalam budaya tiga dimensi, para saintis secara serentak boleh tumbuh dekat dengan dua jenis tisu yang lain, yang mengakibatkan sel stem dua minggu disusun sendiri ke dalam kelenjar pituitari.

Pewarnaan pendarfluor menunjukkan bahawa tisu pituitari yang tumbuh mengekspresikan biomarker yang sama dan merembeskan khas untuk hormon kelenjar pituitari anterior. Penyelidik pergi lebih jauh dan menguji fungsi organ-organ yang disintesis oleh mereka, menggantikannya dengan tikus yang tidak mendapat kelenjar pituitari. Eksperimen menghasilkan kejayaan: kelenjar pituitari biokejuruteraan memulihkan tahap hormon glukokortikoid dalam darah haiwan dan menghapuskan gejala tingkah laku seperti kelesuan. Keadaan tikus dengan struktur sel stem yang diimplan yang tidak terdedah kepada faktor isyarat yang perlu dan oleh itu tidak menjadi pituitari fungsional tidak bertambah baik.

Profesor Sasai dan rakan-rakannya merancang untuk mengulangi percubaan pada sel-sel stem manusia dan, pada pendapat mereka, kerja ini akan mengambil masa sekurang-kurangnya tiga tahun.

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