Av menneskelige embryonale stamceller vokser netthinnen

Menneskelige stamceller spontant danner et vev som utvikler seg til netthinnen - det vev av øyet som gjør at vi kan se. Dette er rapportert i en artikkel publisert i tidsskriftet Cell Stem Cell. I fremtiden kan transplantasjon av et slikt tredimensjonalt vev hjelpe pasienter med synshemming.

"Dette er en viktig milepæl i den nye fasen av utviklingen av regenerativ medisin", - kommenterte resultatene av undersøkelser av hodet direktør organogeneseperioden grupper og neurogenesis Professor Yoshiki Sasai (Yoshiki Sasai), MD, PhD, fra Senter for utviklingsbiologi, Riken Research Institute (Riken Centre for Developmental Biology ), Japan. "Vår tilnærming åpner nye utsikter ved bruk av komplekse vev avledet fra menneskelige stamceller for behandling, samt for medisinsk forskning relatert til patogenesen og utviklingen av narkotika."

I utviklingsprosessen er retina et lysfølsomt vev som strekker øyets indre overflate - det er dannet av en struktur kjent som visuelt eller øyeglass. I det nye arbeidet til japanske forskere dannes denne strukturen spontant fra humane embryonale stamceller (hESCs) - celler avledet fra humane embryoer som har potensial til å skille seg i forskjellige vev. Dette ble gjort mulig ved hjelp av celledyrkingsmetodene, optimalisert av professor Sasai og hans gruppe.

Celler avledet fra hESC er organisert i riktig tredimensjonal struktur med to lag av øyekoppen, hvorav den ene inneholder et stort antall lysfølsomme celler - fotoreceptorer. Siden degenerering av retina er hovedsakelig et resultat av skade på fotoreceptorene, kan hESCs-vevet oppnådd fra dem bli et ideelt materiale for transplantasjon.

Forskningen fra japanske forskere åpner ikke bare nye muligheter for bruk av stamceller i regenerativ medisin, men utvilsomt vil det fremskynde utviklingen av et slikt naturfag som utviklingsbiologi. I løpet av forsøkene var forskerne overbevist om at øyeglasset, dannet fra menneskelige embryonale stamceller, er mye tykkere enn det som vokser fra musembryonale stamceller. I tillegg inneholder den både stenger og kjegler, mens det i mus ESC er differensiering i kjegler sjeldne. Dette betyr at embryonale celler bærer en artsspesifikke instruksjon for å skape denne øye strukturen.

"Vår forskning åpner veien for å forstå egenskapene til øyets utvikling, spesifikk for en person, hvis studie tidligere var umulig," professor Sasai er sikker på.

Dette er ikke den første store suksessen til professor Sasais gruppe. Ved utgangen av fjoråret har forskere vokst fra musembryonale stamceller en funksjonell forreste del av hypofysen (adenohypophysis), som består av flere forskjellige typer hormonproduserende celler. En artikkel om resultatene av dette arbeidet Selvdannelsen av funksjonell adenohypofyse i tredimensjonal kultur ble publisert i tidsskriftet Nature.

Hypofysen er en liten endokrin kjertel i hjernebunnen, som produserer flere viktige hormoner. Det er spesielt viktig i perioden med tidlig utvikling, og evnen til å etterligne sin utdanning i laboratoriet vil hjelpe forskerne bedre å forstå embryogenese. Forstyrrelser i hypofysen er forbundet med vekstforstyrrelser, for eksempel gigantisme og synsproblemer, inkludert blindhet.

Dette eksperimentet ville ikke være mulig uten en tredimensjonal cellekultur. Hypofysen er et eget organ, men for utviklingen er det behov for kjemiske signaler fra hjernegionen rett over det - hypothalamus. I en tredimensjonal kultur kan forskere samtidig vokse nær hverandre to typer vev, noe som resulterer i to uker stamceller som er selvorganisert i hypofysen.

Fluorescerende farging viste at det vokste hypofysevævet uttrykker de tilsvarende biomarkører og utskiller typisk for de fremre hypofysehormonene. Forskerne gikk videre og testet funksjonaliteten til organene som ble syntetisert av dem, og erstattet dem med mus som var fratatt hypofysen. Forsøkene endte med suksess: Den bioenginerte hypofysen gjenopprettede nivåene av glukokortikoidhormoner i blodet av dyr og eliminerte atferdssymptomer som sløvhet. Tilstanden til mus med implanterte stamcellestrukturer som ikke ble utsatt for de nødvendige signalfaktorene og derfor ikke ble en funksjonell hypofyse, forbedret ikke.

Professor Sasai og hans kolleger planlegger å gjenta forsøket på menneskelige stamceller, og etter deres mening vil dette arbeidet ta minst tre år.

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