Iš žmogaus embrioninių kamieninių ląstelių tinklainė auginama

Žmogaus kamieninės ląstelės savaime formuoja audinį, kuris vystosi į tinklainę - tai akies audinys, kuris mums leidžia pamatyti. Tai pranešama straipsnyje, paskelbtame žurnale Cell Cell Cell. Ateityje tokio trimačio audinio transplantacija gali padėti pacientams, turintiems regėjimo sutrikimų.

"Tai labai svarbus žingsnis į naują raidos etape regeneracinės medicinos", - komentavo tyrimų galvą direktorių organogenezės grupių ir neurogenesis profesorius Yoshiki Sasai (Yoshiki Sasai) rezultatus, MD, PhD, iš už Developmental Biology Center, RIKEN tyrimų instituto (RIKEN centro Developmental Biology ), Japonija. "Mūsų požiūris atveria naujas perspektyvas sudėtingų audinių gautais iš žmogaus kamieninių ląstelių gydymo, taip pat medicinos mokslinių tyrimų, susijusių su patogenezės ir plėtros narkotikų vartojimo."

Vykdant vystymąsi, tinklainė yra šviesai jautrus audinys, ant kurio yra vidinis akies paviršius, - jis susidaro iš struktūros, žinomos kaip regėjimo ar akies stiklas. Naujosios japonų mokslininkai, dirbantys Ši struktūra yra spontaniškai susiformavo iš žmogaus embrioninių kamieninių ląstelių (žmogaus embrioninių kamieninių ląstelių, hESCs) - ląstelių, gautų iš žmogaus embrionų, su gali išsivystyti į įvairius audinius. Tai tapo įmanoma naudojant ląstelių auginimo metodus, optimizuotus profesoriaus Sasai ir jo grupės.

Ląstelės, gautos iš hESC, yra suskirstytos į teisingą trimačią struktūrą su dviem akių puodelio sluoksniais, iš kurių viena yra daug šviesai jautrių ląstelių - fotoreceptorių. Kadangi tinklainės degeneracija visų pirma yra fotooreceptorių pažeidimo rezultatas, gautas hESC audinys gali būti ideali transplantacijos medžiaga.

Japonijos mokslininkų tyrimas ne tik atveria daugiau perspektyvų panaudoti kamienines ląsteles regeneracinėje medicinoje, bet neabejotinai pagreitins tokios gamtos mokslų srities plėtrą kaip vystymosi biologiją. Eksperimentų metu mokslininkai buvo įsitikinę, kad akies stiklas, sudarytas iš žmogaus embrioninių kamieninių ląstelių, yra daug storesnis nei iš pelių embrioninių kamieninių ląstelių. Be to, jame yra ir lazdos, ir kūgiai, o pele ESCs, diferencijavimas į kūgius yra retas. Tai reiškia, kad embrioninės ląstelės turi konkrečios rūšies nurodymus, kaip sukurti šią akių struktūrą.

"Mūsų tyrimai atveria kelią žmogui būdingų akių vystymosi ypatumams, kurių tyrimas anksčiau buvo neįmanomas", - sako profesorius S. Sasai.

Tai nėra pirmasis didysis profesoriaus Sasai grupės laimėjimas. Praėjusių metų pabaigoje mokslininkai iš pelių embrioninių kamieninių ląstelių išaugo iš funkcinės priekinės hipofizės dalies (adenohipofizės), susidedančios iš kelių skirtingų tipų hormonus gaminančių ląstelių. Straipsnis apie šio darbo rezultatus. Fizinio adenohipofizės savidirbavimas trimačioje kultūroje buvo paskelbtas žurnale "Gamta".

Hipofizė yra maža endokrininė liauka, esanti smegenų bazėje, kuri gamina keletą svarbių hormonų. Tai ypač svarbu ankstyvojo vystymosi laikotarpiu, o sugebėjimas imituoti savo išsilavinimą laboratorijoje padės mokslininkams geriau suprasti embriogenezę. Hipofizės sutrikimai yra susiję su augimo sutrikimais, tokiais kaip gigantisma, ir regos sutrikimais, įskaitant aklumą.

Šis eksperimentas nebūtų įmanomas be trimačio ląstelių kultūros. Hipofizmas yra atskiras organas, tačiau jo vystymuisi reikalingi cheminiai signalai iš smegenų srities, esančios tiesiai virš jos, - hipotalamo. Trimatėje kultūroje mokslininkai vienu metu gali augti dviejų tipų audiniuose, todėl dviejų savaičių kamieninės ląstelės savarankiškai organizuotos į hipofizę.

Fluorescencinis dažymas parodė, kad išaugęs hipofizinis audinys išreiškia atitinkamus biologinius žymenis ir sekretus, būdingus priekinės hipofizio hormonų. Tyrėjai išvyko dar toliau ir išbandė jų sintezuotų organų funkcionalumą, persodindami juos pelėms, paimtiems iš hipofizio. Eksperimentai baigėsi sėkme: bioinžinerija slavusi hipofizio liga atkuria gliukokortikoidų hormonų lygį gyvūnų kraujyje ir pašalina elgesio simptomus, tokius kaip mieguistumas. Būklė pelėms, implantuotoms kamieninių ląstelių struktūroms, kurios nebuvo veikiamos reikiamais signalizavimo veiksniais ir todėl netapo funkciniu hipofiziu, nepagerėjo.

Profesorius Sasai ir jo kolegos planuoja kartoti eksperimentą su žmogaus kamieninėmis ląstelėmis ir, jų manymu, šis darbas užtruks ne mažiau kaip trejus metus.

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