Emberi embrionális őssejtekből retinát növesztettek.

Az emberi őssejtek spontán módon szövetet képeznek, amelyből retina, a szemünk látást lehetővé tevő szövete fejlődik – áll a Cell Stem Cell folyóiratban megjelent tanulmányban. A jövőben ennek a 3D-s szövetnek az átültetése segíthet a látásproblémákkal küzdő betegeken.

„Ez egy fontos mérföldkő a regeneratív gyógyászat következő szakaszában” – mondta a tanulmány vezetője, Dr. Yoshiki Sasai professzor, a japán RIKEN Fejlődésbiológiai Központ Organogenezis és Neurogenezis Csoportjának igazgatója. „Megközelítésünk új perspektívákat nyit az emberi őssejtekből származó komplex szövetek kezelési célú felhasználásában, valamint a patogenezissel és a gyógyszerfejlesztéssel kapcsolatos orvosi kutatásokban.”

A fejlődés során a retina – a szem belsejét bélelő fényérzékeny szövet – egy látóideg-kupa néven ismert struktúrából alakul ki. Japán kutatók új munkájában ez a struktúra spontán módon alakult ki emberi embrionális őssejtekből (hESC-k) – olyan emberi embriókból származó sejtekből, amelyek képesek különféle szövetekké differenciálódni. Ezt Sasai professzor és csapata által optimalizált sejtkultúra-technikáknak köszönhették.

A HESC-ből származó sejtek szabályos háromdimenziós struktúrává szerveződnek, a látóideg két rétegéből, amelyek közül az egyik nagyszámú fényérzékeny sejtet, úgynevezett fotoreceptorokat tartalmaz. Mivel a retina degenerációja elsősorban a fotoreceptorok károsodásából ered, a hESC-ből származó szövet ideális transzplantációs anyag lehet.

A japán tudósok kutatása nemcsak további lehetőségeket nyit meg az őssejtek regeneratív gyógyászatban történő felhasználására, hanem minden bizonnyal felgyorsítja a természettudományok olyan területének fejlődését is, mint a fejlődésbiológia. A kísérletek során a kutatók meggyőződtek arról, hogy az emberi embrionális őssejtekből képződő látóideg sokkal vastagabb, mint az egérembrionális őssejtekből növesztett. Ezenkívül pálcikákat és csapokat is tartalmaz, míg az egér embrionális őssejtek kultúrájában ritkán figyelhető meg csapokká történő differenciálódás. Ez azt jelenti, hogy az embrionális sejtek fajspecifikus utasításokat hordoznak a szemszerkezet létrehozására.

„Tanulmányunk utat nyit a szem azon fejlődési jellemzőinek megértéséhez, amelyek az emberre jellemzőek, és amelyeket korábban lehetetlen volt tanulmányozni” – mondja Sasai professzor.

Ez nem Sasai professzor csoportjának az első jelentős sikere. A tavalyi év végén a tudósok egérembrionális őssejtekből növesztettek egy működőképes elülső agyalapi mirigyet (adenohypophysis), amely több különböző típusú hormontermelő sejtből áll. A munka eredményeiről egy cikk jelent meg a Nature folyóiratban, melynek címe: Self-formation of functional adenohypophysis in three-dimensional culture.

Az agyalapi mirigy egy kis endokrin mirigy az agy tövében, amely számos fontos hormont termel. Különösen fontos a korai fejlődés során, és a laboratóriumi fejlődésének utánzása segít a tudósoknak jobban megérteni az embriogenezist. Az agyalapi mirigy rendellenességeit olyan növekedési rendellenességekkel hozták összefüggésbe, mint a gigantizmus és a látásproblémák, beleértve a vakságot is.

Ez a kísérlet nem lett volna lehetséges 3D sejtkultúra nélkül. Az agyalapi mirigy egy különálló szerv, de kifejlesztéséhez kémiai jelekre van szükség az agy közvetlenül felette található területéről, a hipotalamuszból. A 3D kultúrában a tudósok kétféle szövetet tudtak egyszerre növeszteni egymás mellett, aminek eredményeként olyan őssejtek jöttek létre, amelyek két hét után önszerveződően az agyalapi mirigygé alakultak.

A fluoreszcens festés kimutatta, hogy a tenyésztett agyalapi mirigy szövete a megfelelő biomarkereket expresszálta és az elülső agyalapi mirigyre jellemző hormonokat választott ki. A kutatók egy lépéssel tovább mentek, és az általuk szintetizált szervek működését úgy tesztelték, hogy agyalapi mirigy nélküli egerekbe ültették át azokat. A kísérletek sikeresek voltak: a biomérnöki úton módosított agyalapi mirigyek helyreállították a glükokortikoid hormonok szintjét az állatok vérében, és megszüntették a viselkedési tüneteket, például a letargiát. Az őssejtekből készült beültetett szerkezetekkel rendelkező egerek állapota, amelyek nem voltak kitéve a szükséges jelátviteli faktoroknak, és ezért nem váltak működőképes agyalapi mirigygé, nem javult.

Sasai professzor és kollégái azt tervezik, hogy megismétlik a kísérletet emberi őssejteken, és úgy vélik, ez a munka legalább három évig fog tartani.

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