Retina telah ditanam daripada sel stem embrio manusia

Sel stem manusia secara spontan membentuk tisu yang berkembang menjadi retina, tisu di mata yang membolehkan kita melihat, menurut kertas yang diterbitkan dalam jurnal Cell Stem Cell. Pada masa hadapan, pemindahan tisu 3D ini boleh membantu pesakit yang mengalami masalah penglihatan.

"Ini adalah peristiwa penting dalam peringkat perubatan regeneratif seterusnya," kata ketua kajian itu, Profesor Yoshiki Sasai, MD, PhD, pengarah Kumpulan Organogenesis dan Neurogenesis, Pusat RIKEN untuk Biologi Perkembangan, Jepun. "Pendekatan kami membuka perspektif baharu tentang penggunaan tisu kompleks yang diperoleh daripada sel stem manusia untuk rawatan, serta untuk penyelidikan perubatan yang berkaitan dengan patogenesis dan pembangunan dadah."

Semasa perkembangan, retina - tisu sensitif cahaya yang melapisi bahagian dalam mata - terbentuk daripada struktur yang dikenali sebagai cawan optik. Dalam kerja baru oleh penyelidik Jepun, struktur ini terbentuk secara spontan daripada sel stem embrio manusia (hESCs) - sel yang diperoleh daripada embrio manusia yang berpotensi untuk membezakan ke dalam pelbagai tisu. Ini dimungkinkan oleh teknik kultur sel yang dioptimumkan oleh Profesor Sasai dan pasukannya.

Sel yang berasal dari HESC tersusun menjadi struktur tiga dimensi biasa dengan dua lapisan cawan optik, salah satu daripadanya mengandungi sejumlah besar sel sensitif cahaya yang dipanggil fotoreseptor. Oleh kerana kemerosotan retina terutamanya berpunca daripada kerosakan pada fotoreseptor, tisu yang berasal dari hESC mungkin merupakan bahan pemindahan yang ideal.

Penyelidikan oleh saintis Jepun bukan sahaja membuka prospek lanjut untuk penggunaan sel stem dalam perubatan regeneratif, tetapi pastinya akan mempercepatkan pembangunan bidang sains semula jadi seperti biologi perkembangan. Semasa eksperimen, para penyelidik menjadi yakin bahawa cawan optik yang terbentuk daripada sel stem embrio manusia adalah lebih tebal daripada yang ditanam daripada sel stem embrio tetikus. Di samping itu, ia mengandungi kedua-dua rod dan kon, manakala pembezaan ke dalam kon jarang diperhatikan dalam budaya ESC tetikus. Ini bermakna bahawa sel embrio membawa arahan khusus spesies untuk mencipta struktur mata ini.

"Kajian kami membuka jalan untuk memahami ciri-ciri perkembangan mata yang khusus kepada manusia dan yang sebelum ini mustahil untuk dipelajari, " kata Profesor Sasai.

Ini bukanlah kejayaan besar pertama kumpulan Profesor Sasai. Lewat tahun lepas, para saintis mengembangkan kelenjar pituitari anterior (adenohypophysis) yang berfungsi daripada sel stem embrio tetikus, yang terdiri daripada beberapa jenis sel penghasil hormon yang berbeza. Artikel mengenai hasil kerja ini, Pembentukan diri adenohipofisis berfungsi dalam budaya tiga dimensi, diterbitkan dalam jurnal Nature.

Kelenjar pituitari adalah kelenjar endokrin kecil di pangkal otak yang menghasilkan beberapa hormon penting. Ia amat penting semasa pembangunan awal, dan dapat meniru pembentukannya di makmal akan membantu saintis memahami embriogenesis dengan lebih baik. Keabnormalan pada kelenjar pituitari telah dikaitkan dengan gangguan pertumbuhan seperti gigantisme dan masalah penglihatan termasuk buta.

Percubaan ini tidak mungkin dilakukan tanpa budaya sel 3D. Kelenjar pituitari adalah organ yang berasingan, tetapi perkembangannya memerlukan isyarat kimia dari kawasan otak tepat di atasnya, hipotalamus. Dalam budaya 3D, para saintis dapat mengembangkan dua jenis tisu bersebelahan pada masa yang sama, menghasilkan sel stem yang tersusun sendiri ke dalam kelenjar pituitari selepas dua minggu.

Pewarnaan pendarfluor menunjukkan bahawa tisu pituitari yang dikultur menyatakan biomarker yang sesuai dan merembeskan hormon tipikal kelenjar pituitari anterior. Para penyelidik pergi selangkah lebih jauh dan menguji kefungsian organ yang telah mereka sintesis dengan memindahkannya ke dalam tikus yang tidak mempunyai kelenjar pituitari. Eksperimen berjaya: pituitari bioengineered memulihkan tahap hormon glukokortikoid dalam darah haiwan dan menghapuskan gejala tingkah laku seperti kelesuan. Keadaan tikus dengan struktur implan yang diperbuat daripada sel stem, yang tidak terdedah kepada faktor isyarat yang diperlukan dan oleh itu tidak menjadi kelenjar pituitari berfungsi, tidak bertambah baik.

Profesor Sasai dan rakan-rakannya merancang untuk mengulangi eksperimen ke atas sel stem manusia dan mereka percaya kerja ini akan mengambil masa sekurang-kurangnya tiga tahun.

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