Av mänskliga embryonala stamceller odlas näthinnan

Mänskliga stamceller bildar spontant en vävnad som utvecklas i näthinnan - den vävnad i ögat som gör att vi kan se. Detta rapporteras i en artikel som publiceras i tidskriften Cell Stem Cell. I framtiden kan transplantation av en sådan tredimensionell vävnad hjälpa patienter med nedsatt syn.

"Detta är en viktig milstolpe i ny fas i utvecklingen av regenerativ medicin" - kommenterade resultaten av undersökningar av huvudet chef för organogenes grupper och neurogenes Professor Yoshiki Sasai (Yoshiki Sasai), MD, PhD, från Centrum för utvecklingsbiologi, RIKEN Research Institute (RIKEN Center for Developmental Biology ), Japan. "Vårt synsätt öppnar nya möjligheter att använda komplexa vävnader härledda från mänskliga stamceller för behandling, liksom för medicinsk forskning relaterad till patogenes och utveckling av droger."

I utvecklingsprocessen är näthinnan en ljuskänslig vävnad som beklär ögans inre yta - den är formad av en struktur som kallas visuellt eller ögonglas. I det japanska forskarnas nya arbete bildades denna struktur spontant från humana embryonala stamceller (hESCs) - celler härrörande från humana embryon som har potential att skilja sig åt i olika vävnader. Detta gjordes genom metoderna för cellodling, optimerad av professor Sasai och hans grupp.

Celler som härrör från hESCs är organiserade i rätt tredimensionell struktur med två lager av ögonkoppen, varav den ena innehåller ett stort antal ljuskänsliga celler - fotoreceptorer. Eftersom degenerering av näthinnan huvudsakligen är ett resultat av skador på fotoreceptorerna kan hESC: erna vävnad vara ett idealiskt material för transplantation.

Studien av japanska forskare öppnar inte bara nya utsikter för användningen av stamceller i regenerativ medicin, utan kommer utan tvivel att påskynda utvecklingen av ett sådant naturvetenskapsområde som utvecklingsbiologi. Under experimentens gång blev forskarna övertygade om att ögonglaset, som bildades av mänskliga embryonala stamceller, är mycket tjockare än det som odlas från musembrytiska stamceller. Dessutom innehåller den både stavar och kottar, medan i ESC-molekyler är differentiering i kottar sällsynt. Detta innebär att embryonala celler bär en artspecifik vägledning för att skapa denna ögonstruktur.

"Vår forskning öppnar vägen för att förstå egenskaperna hos ögons utveckling, speciellt för en person, vars studie var omöjlig förut," säkrade Sasai.

Detta är inte den första stora framgången av professor Sasai grupp. I slutet av förra året har vetenskapsmän vuxit från embryonala stamceller från musen en funktionell främre del av hypofysen (adenohypofys), som består av flera olika typer av hormonproducerande celler. En artikel om resultaten av detta arbete Självbildning av funktionell adenohypofys i tredimensionell kultur publicerades i tidskriften Nature.

Hypofysen är en liten endokrin körtel i hjärnans botten, som producerar flera viktiga hormoner. Det är särskilt viktigt i perioden med tidig utveckling, och förmågan att imitera sin utbildning i laboratoriet kommer att hjälpa forskare att bättre förstå embryogenesen. Störningar i hypofysen är förknippade med tillväxtstörningar, såsom gigantism och synproblem, inklusive blindhet.

Detta experiment skulle inte vara möjligt utan en tredimensionell cellodling. Hypofysen är ett separat organ, men för dess utveckling behövs kemiska signaler från hjärnregionen som ligger direkt ovanför den - hypotalamusen. I en tredimensionell kultur kan forskare samtidigt växa nära varandra till två typer av vävnad, vilket resulterar i två veckor av stamceller som är självorganiserade i hypofysen.

Fluorescerande färgning visade att den odlade hypofysvävnaden uttrycker motsvarande biomarkörer och utsöndrar typiskt för de främre hypofysen hormoner. Forskarna gick vidare och testade funktionaliteten hos de organ som syntetiserades av dem, ersätta dem med mus som saknade hypofysen. Experimenten slutade framgångsrikt: bioengineered hypofysen återställde nivåerna av glukokortikoidhormoner i blodet hos djur och eliminerade beteendemässiga symptom som letargi. Möjligheterna hos möss med implanterade stamcellsstrukturer som inte utsattes för nödvändiga signaleringsfaktorer och därför inte blev en funktionell hypofys förbättrades inte.

Professor Sasai och hans kollegor planerar att upprepa experimentet på mänskliga stamceller och enligt deras uppfattning kommer arbetet att ta minst tre år.

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