Ihmisen alkion kantasoluista verkkokalvo kasvaa

Ihmisen kantasolut muodostavat spontaanisti kudoksen, joka kehittyy verkkokalvoon - silmän kudokseen, jonka avulla voimme nähdä. Tämä on julkaistu lehdessä Cell Stem Cell julkaisussa. Tulevaisuudessa tällaisen kolmiulotteisen kudoksen siirto voi auttaa näkökyvyn heikkenemistä kärsiville potilaille.

"Tämä on tärkeä virstanpylväs uuteen kehitysvaiheeseen regeneratiivisen lääketieteen", - kommentoi tutkimusten tulosten päätään johtajan organogeneesin ryhmien ja neurogenesis professori Yoshiki Sasai (Yoshiki Sasai), LKT, Center for Developmental Biology, RIKEN tutkimuslaitos (RIKEN Center for Developmental Biology ), Japani. "Meidän lähestymistapamme avaa uusia näkökulmia monimutkaisten kudosten johdettu ihmisen kantasoluista hoitoon sekä lääketieteelliseen tutkimukseen liittyvää patogeneesiä ja kehittämään lääkkeitä."

Kehitysprosessissa verkkokalvo on silmän sisäpintaan päällystetty valoherkkä kudos - se on muodostettu visuaalisesta tai silmäluomista tunnetusta rakenteesta. Japanilaisten tutkijoiden uudessa työssä tämä rakenne muodostui spontaanisti ihmisen alkion kantasoluista (hESC) - ihmisalkioista peräisin olevat solut, joilla on mahdollisuus erilaistua eri kudoksiin. Tämä mahdollisti soluviljelmien menetelmät, jotka optimoivat professori Sasai ja hänen ryhmänsä.

HESC: stä johdetut solut on järjestetty oikeaan kolmiulotteiseen rakenteeseen, jossa on kaksi kerrosta silmäsuppilosta, joista yksi sisältää suuren määrän valoherkkiä soluja - fotoreseptoreita. Koska verkkokalvon degeneraatio on pääasiassa seurausta fotoreak- toreiden vahingoittumisesta, niistä saaduista hESC-kudoksista voi tulla ihanteellinen materiaali elinsiirtoa varten.

Japanilaisten tutkijoiden tutkimus ei ainoastaan avaa uusia mahdollisuuksia kantasolujen käyttöön regeneratiivisessa lääketieteessä, mutta epäilemättä kiihdyttää tällaisen luonnontieteen alan kehitystä kuin kehitysbiologiaa. Kokeiden aikana tutkijat olivat vakuuttuneita siitä, että ihmisalkion kantasoluista muodostuva silmälaseri on paljon paksumpi kuin hiiren alkion kantasoluista kasvanut. Lisäksi se sisältää sekä tangot että kartiot, kun taas hiiren ESC: issä eriytyminen kartioiksi on harvinaista. Tämä tarkoittaa sitä, että alkion solut sisältävät lajikohtaiset ohjeet tämän silmän rakenteen luomiseen.

"Tutkimuksemme avaavat tapa ymmärtää silmän kehityksen erityispiirteet, jotka ovat erityisiä ihmiselle, jonka tutkiminen oli aikaisemmin mahdotonta", professori Sasai on varma.

Tämä ei ole professori Sasain ryhmän ensimmäinen suuri menestys. Viime vuoden lopussa tutkijat ovat kasvaneet hiiren alkion kantasoluista funktionaalisen anteriorisen osan aivolisäkkeestä (adenohypophysis), joka koostuu useista erilaisista hormoneja tuottavista soluista. Artikkeli tämän työn tuloksista Funktionaalisen adenohypofyysin itsensä muodostuminen kolmiulotteisessa kulttuurissa julkaistiin Nature-lehdessä.

Aivolisäke on pieni aivojen pohjukaissuolihaava, joka tuottaa useita tärkeitä hormoneja. Se on erityisen tärkeää varhaisen kehityksen ajan, ja kyky jäljitellä hänen koulutustaan laboratoriossa auttaa tutkijoita ymmärtämään paremmin alkiongeneesia. Aivolisäkkeen häiriöt liittyvät kasvuhäiriöihin, kuten gigantismiin ja näön ongelmiin, mukaan lukien sokeus.

Tämä koe ei olisi mahdollista ilman kolmiulotteista soluviljelmää. Aivolisäke on erillinen elin, mutta sen kehittymiselle tarvitaan kemiallisia signaaleja suoraan sen yläpuolella olevasta aivojen alueesta - hypotalamusta. Kolmiulotteisessa kulttuurissa tutkijat voisivat samanaikaisesti kasvaa lähelle toisiaan kahdenlaisia kudoksia, mikä johti kahden viikon kantasoluihin, jotka on organisoitu aivolisäkkeeseen.

Fluoresoiva värjäys osoitti, että kasvanut aivolisäkekudos ilmaisee vastaavia biomarkkereita ja erittää tyypillisiä eturaajojen aivolisäkkeen hormoneille. Tutkijat menivät edelleen ja testasivat niiden syntetisoimien elinten toimivuutta, korvaamalla ne hiirillä, joilla on aivolisäkkeitä. Kokeet menestyivät onnistuneesti: bioengineered aivolisäke palautti glukokortikoidihormonien pitoisuudet eläinten veressä ja poisti käyttäytymishäiriöitä, kuten letargiaa. Hiirien tilasta, joissa oli istutettuja kantasolurakenteita, jotka eivät olleet alttiina tarvittaville signalointitekijöille eivätkä siten muuttuneet toiminnalliseksi aivolisäkkeeksi, eivät parantuneet.

Professori Sasai ja hänen kollegansa aikovat toistaa ihmiskudoksen kantasoluja koskevan kokeilun ja heidän mielestään tämä työ kestää vähintään kolme vuotta.

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