Din celulele stem embrionare umane, retina este crescută

Celulele stem umane formează spontan un țesut care se dezvoltă în retină - acel țesut al ochiului care ne permite să vedem. Acest lucru este raportat într-un articol publicat în revista Cell Stem Cell. În viitor, transplantul unui astfel de țesut tridimensional poate ajuta pacienții cu insuficiență vizuală.

„Aceasta este o etapa extrem de important în noua etapă de dezvoltare de medicina regenerativa“, - a comentat rezultatele investigațiilor de directorul său șef al grupurilor de organogeneză și neurogeneza profesorul Yoshiki Sasai (Yoshiki Sasai), MD, PhD, de la Centrul pentru Dezvoltare Biologie, Institutul de Cercetare Riken (Riken Centrul pentru Dezvoltare Biologie ), Japonia. Abordarea noastra deschide noi perspective in utilizarea tesuturilor complexe derivate din celule stem umane pentru tratament, precum si pentru cercetarea medicala legate de patogeneza si dezvoltarea de droguri.

În procesul de dezvoltare, retina este o țesătură fotosensibilă care acoperă suprafața interioară a ochiului - este formată dintr-o structură cunoscută sub numele de sticlă vizuală sau de ochi. În noua lucrare a cercetătorilor japonezi, această structură sa format spontan din celule stem embrionare umane (hESCs) - celule derivate din embrioni umani care au potențialul de a se diferenția în țesuturi diferite. Acest lucru a fost posibil prin metodele de cultivare a celulelor, optimizate de profesorul Sasai și grupul său.

Celulele derivate din hESCs sunt organizate în structura tridimensională corectă cu două straturi de ceașcă pentru ochi, dintre care unul conține un număr mare de celule fotosensibile - fotoreceptoare. Deoarece degenerarea retinei este în primul rând un rezultat al deteriorării fotoreceptorilor, țesutul hESCs obținut din ele poate deveni un material ideal pentru transplant.

Studiul cercetătorilor japonezi nu numai că deschide noi perspective pentru utilizarea celulelor stem în medicina regenerativă, dar, fără îndoială, va accelera dezvoltarea unui astfel de domeniu al științei naturale ca biologia dezvoltării. In cursul experimentelor, cercetatorii au fost convinsi ca sticla de ochi, formata din celulele stem embrionare umane, este mult mai groasa decat cea obtinuta din celulele stem embrionare mouse-ului. În plus, conține atât tije, cât și conuri, în timp ce în ESC-urile de șoarece, diferențierea în conuri este rară. Aceasta înseamnă că celulele embrionare poartă o instrucțiune specifică speciilor pentru crearea acestei structuri oculare.

"Cercetarea noastra deschide calea spre intelegerea particularitatilor dezvoltarii ochiului, specifice unei persoane, studiu care a fost imposibil inainte", a asigurat Sasai.

Acesta nu este primul succes major al grupului profesorului Sasai. La sfarsitul anului trecut, oamenii de stiinta au crescut de la celulele stem embrionare mouse-ului o portiune anterioara functionala a hipofizei (adenohypophysis), constând din mai multe tipuri diferite de celule producătoare de hormoni. Un articol cu privire la rezultatele acestei lucrări Autoprofesionarea adenohypofizei funcționale în cultura tridimensională a fost publicată în revista Nature.

Glanda pituitară este o mică glandă endocrină la baza creierului, care produce câțiva hormoni importanți. Este deosebit de important în perioada de dezvoltare timpurie și abilitatea de a-și imita educația în laborator va ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine embriogeneza. Tulburările în glanda pituitară sunt asociate cu tulburări de creștere, cum ar fi gigantismul și probleme de vedere, inclusiv orbire.

Acest experiment nu ar fi posibil fără o cultură celulară tridimensională. Glanda pituitară este un organ separat, dar pentru dezvoltarea sa, sunt necesare semnale chimice din regiunea creierului situată direct deasupra ei - hipotalamus. Într-o cultură tridimensională, oamenii de știință ar putea simultan să crească una lângă cealaltă două tipuri de țesut, rezultând două săptămâni de celule stem autoorganizate în glanda pituitară.

Fluorescența a arătat că țesutul hipofizar crescut exprimă biomarkeri și secrete tipice pentru hormonii glandei pituitare anterioare. Cercetătorii au mers mai departe și au testat funcționalitatea organelor sintetizate de ele, înlocuindu-le cu șoareci lipsiți de glanda pituitară. Experimentele s-au încheiat cu succes: glanda hipofiză bioinginerie a restabilit nivelul hormonilor glucocorticoizi din sângele animalelor și a eliminat simptomele comportamentale cum ar fi letargia. Starea șoarecilor cu structuri de celule stem implantate care nu au fost expuse la factorii de semnalizare necesari și, prin urmare, nu au devenit hipofizii funcționali nu s-au îmbunătățit.

Profesorul Sasai și colegii săi intenționează să repete experimentul privind celulele stem umane și, în opinia lor, această activitate va dura cel puțin trei ani.

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