Vědci oznámili, že minimozek vypěstovaný v laboratoři z kmenových buněk spontánně vyvinul základní oční struktury.
Drobné organoidy lidského mozku pěstované v miskách vykazovaly růst dvou bilaterálně symetrických optických pohárků, což odráží vývoj očních struktur u lidských embryí. Tento neuvěřitelný výsledek nám může pomoci lépe porozumět procesu diferenciace a vývoje oka, stejně jako očních chorob.
"Naše práce zdůrazňuje pozoruhodnou schopnost mozkových organoidů vytvářet primitivní senzorické struktury, které jsou citlivé na světlo a obsahují typy buněk podobné těm, které se nacházejí v těle," řekl neurolog Jay Gopalakrishnan z univerzitní nemocnice v Düsseldorfu v Německu. "Tyto organoidy mohou pomoci studovat interakce mozek-oko během embryonálního vývoje, modelovat vrozené poruchy sítnice a vytvářet typy sítnicových buněk specifické pro pacienta pro personalizované testování léků a transplantační terapii."
Mozkové organoidy nejsou skutečné mozky, jak si možná představujete. Jedná se o malé trojrozměrné struktury vyrostlé z indukovaných pluripotentních kmenových buněk – buněk získaných od dospělých a transformovaných na kmenové buňky, které mají potenciál růst do mnoha různých typů tkání.
V tomto případě mohou tyto kmenové buňky vyrůst do shluků mozkové tkáně, které nemají nic podobného myšlenkám, emocím nebo vědomí. Takové „minimozky“ se používají pro výzkumné účely tam, kde by použití skutečného živého mozku bylo nemožné nebo alespoň eticky obtížné – například k testování reakce na léky nebo k pozorování vývoje buněk za určitých nepříznivých podmínek. Tentokrát Gopalakrishnan a jeho kolegové plánovali pozorovat vývoj očí.
V předchozích studiích jiní vědci použili embryonální kmenové buňky k růstu optických pohárků, struktur, které se během embryonálního vývoje stávají téměř celým okem. Jiné studie vyvinuly optické miskovité struktury z indukovaných pluripotentních kmenových buněk.
Místo přímého pěstování těchto struktur chtěl Gopalakrishnanův tým zjistit, zda je lze pěstovat jako integrovanou součást mozkových organoidů. To by nám umožnilo vidět, jak mohou tyto dva typy tkání růst společně, spíše než jednoduše růst optických struktur v izolaci.
Předchozí práce na vývoji organoidů prokázaly přítomnost buněk sítnice, ale nevyvinuly optické struktury, takže tým změnil své protokoly. Nesnažili se vynutit si vývoj čistě neuronových buněk v raných stádiích neuronální diferenciace a do kultivačního média přidali acetát retinolu jako pomůcku pro vývoj oka.
Jejich pečlivě udržované dětské mozky již vytvořily optické pohárky do 30. dne vývoje a struktury byly jasně viditelné do 50. dne. To je v souladu s načasováním vývoje oka u lidského embrya, což znamená, že tyto organoidy mohou být užitečné pro studium složitosti tohoto procesu.
Jsou další důsledky. Optické pohárky obsahovaly různé typy buněk sítnice, organizované do neuronových sítí citlivých na světlo, a dokonce obsahovaly čočku a tkáň rohovky. Nakonec struktury prokázaly spojení sítnice s oblastmi mozkové tkáně.
Z 314 mozkových organoidů, které tým vyrostl, se u 73 % vyvinuly optické pohárky. Tým doufá, že vyvine strategie, které udrží tyto struktury životaschopné po delší dobu pro hlubší výzkum s obrovským potenciálem, říkají vědci.
"Mozkové organoidy obsahující optické vezikuly, které vykazují vysoce specializované typy neuronových buněk, mohou být vyvinuty, což otevírá cestu k vytvoření personalizovaných organoidů a retinálních pigmentových epiteliálních listů pro transplantaci," píší ve svém článku. "Věříme [toto jsou] organoidy nové generace, které pomáhají modelovat retinopatie vyplývající z časných neurovývojových poruch."
Můžete pomoci Ukrajině v boji proti ruským vetřelcům. Nejlepším způsobem, jak toho dosáhnout, je darovat finanční prostředky ozbrojeným silám Ukrajiny prostřednictvím Zachraňte život nebo přes oficiální stránku NBÚ.
Přečtěte si také: