З людських ембріональних стовбурових клітин вирощена сітківка
Останній перегляд: 23.04.2024
Весь контент iLive перевіряється медичними експертами, щоб забезпечити максимально можливу точність і відповідність фактам.
У нас є строгі правила щодо вибору джерел інформації та ми посилаємося тільки на авторитетні сайти, академічні дослідницькі інститути і, по можливості, доведені медичні дослідження. Зверніть увагу, що цифри в дужках ([1], [2] і т. д.) є інтерактивними посиланнями на такі дослідження.
Якщо ви вважаєте, що який-небудь з наших матеріалів є неточним, застарілим або іншим чином сумнівним, виберіть його і натисніть Ctrl + Enter.
Людські стовбурові клітини спонтанно утворюють тканину, яка розвивається в сітківку - ту тканину очі, яка дозволяє нам бачити. Про це повідомляється в статті, опублікованій в журналі Cell Stem Cell. В майбутньому трансплантація такої тривимірної тканини може допомогти пацієнтам з порушеннями зору.
«Це важлива віха в новому етапі розвитку регенеративної медицини», - коментує результати дослідження його керівник директор групи органогенезу і нейрогенезу професор Йошікіо Саса (Yoshiki Sasai), MD, PhD, з Центру біології розвитку науково-дослідного інституту RIKEN (RIKEN Center for Developmental Biology ), Японія. «Наш підхід відкриває нові перспективи у використанні складних тканин, отриманих з людських стовбурових клітин, для лікування, а також для медичних досліджень, пов'язаних з патогенезом і розробкою лікарських препаратів».
В процесі розвитку сітківка - світлочутлива тканина, що вистилає внутрішню поверхню очі, - утворюється зі структури, відомої як зоровий, або очної, келих. У новій роботі японських дослідників ця структура спонтанно формувалася з людських ембріональних стовбурових клітин (human embryonic stem cells, hESCs) - клітин, отриманих з людських ембріонів, що володіють потенціалом диференціюватися в різні тканини. Це стало можливим завдяки методам культивування клітин, оптимізованим професором САСАО і його групою.
Клітини, отримані з hESCs, організовуються в правильну тривимірну структуру з двома шарами очного келиха, один з яких містить велику кількість світлочутливих клітин - фоторецепторів. Так як дегенерація сітківки в першу чергу є результатом пошкодження фоторецепторів, отримана з hESCs тканина може стати ідеальним матеріалом для трансплантації.
Дослідження японських учених не тільки відкриває подальші перспективи використання стовбурових клітин в регенеративної медицини, а й, безумовно, прискорить розвиток такої галузі природознавства, як біологія розвитку. В ході експериментів дослідники переконалися, що очної келих, що формується з людських ембріональних стовбурових клітин, набагато товщі, ніж вирощений з ембріональних стовбурових клітин миші. Крім того, в ньому присутні як палички, так і колбочки, в той час як в культурі мишачих ESCs диференціація в колбочки спостерігається рідко. Це означає, що ембріональні клітини несуть в собі видоспецифічні інструкції по створенню цієї структури очі.
«Наше дослідження відкриває шлях до розуміння особливостей розвитку очі, специфічних для людини, вивчення яких раніше було неможливо», - впевнений професор САСАО.
Це не перший великий успіх групи професора САСАО. В кінці минулого року вчені виростили з ембріональних стовбурових клітин миші функціональну передню частку гіпофіза (аденогіпофіз), що складається з декількох різних видів гормонпродуцирующих клітин. Стаття про результати цієї роботи Self-formation of functional adenohypophysis in three-dimensional culture була опублікована в журналі Nature.
Гіпофіз - маленька ендокринна заліза біля основи головного мозку, що виробляє декілька важливих гормонів. Він особливо важливий в період раннього розвитку, і можливість імітувати його утворення в лабораторії допоможе вченим краще зрозуміти ембріогенез. Порушення в роботі гіпофіза асоціюються з порушеннями росту, такими як гігантизм, і проблемами із зором, включаючи сліпоту.
Цей експеримент був би неможливий без тривимірної клітинної культури. Гіпофіз - окремий орган, але для його розвитку необхідні хімічні сигнали від знаходиться безпосередньо над ним області мозку - гіпоталамуса. У тривимірної культурі вчені могли одночасно і впритул один до одного вирощувати два типи тканин, в результаті чого через два тижні стовбурові клітини самоорганізувалися в гіпофіз.
Флуоресцентне забарвлення показало, що вирощена тканина гіпофіза експрессірует відповідні біомаркери і секретує типові для передньої долі гіпофіза гормони. Дослідники пішли ще далі і випробували функціональність синтезованих ними органів, пересадивши їх мишам, позбавленим гіпофіза. Експерименти закінчилися успіхом: біоінженерні гіпофізи відновили рівні глюкокортикоїдних гормонів в крові тварин і усунули поведінкові симптоми, такі як млявість. Стан мишей з імплантованими структурами зі стовбурових клітин, які не піддавалися впливу необхідних сигнальних факторів і тому не стали функціональним гіпофізом, не поліпшився.
Професор САСАО і його колеги планують повторити експеримент на людських стовбурових клітинах і, на їхню думку, ця робота займе не менше трьох років.
[