Vedci uviedli, že minimozog vypestovaný v laboratóriu z kmeňových buniek spontánne vyvinul základné očné štruktúry.
Drobné organoidy ľudského mozgu pestované v miskách ukázali rast dvoch bilaterálne symetrických optických pohárikov, čo odráža vývoj očných štruktúr v ľudských embryách. Tento neuveriteľný výsledok nám môže pomôcť lepšie pochopiť proces diferenciácie a vývoja oka, ako aj očných chorôb.
„Naša práca poukazuje na pozoruhodnú schopnosť mozgových organoidov vytvárať primitívne senzorické štruktúry, ktoré sú citlivé na svetlo a obsahujú typy buniek podobné tým, ktoré sa nachádzajú v tele,“ povedal neurológ Jay Gopalakrishnan z Univerzitnej nemocnice v Düsseldorfe v Nemecku. "Tieto organoidy môžu pomôcť študovať interakcie mozog-oko počas embryonálneho vývoja, modelovať vrodené poruchy sietnice a vytvárať typy sietnicových buniek špecifické pre pacienta na personalizované testovanie liekov a transplantáciu."
Mozgové organoidy nie sú skutočné mozgy, ako by ste si mohli predstaviť. Sú to malé trojrozmerné štruktúry vypestované z indukovaných pluripotentných kmeňových buniek – buniek získaných od dospelých a transformovaných na kmeňové bunky, ktoré majú potenciál rásť do mnohých rôznych typov tkanív.
V tomto prípade môžu tieto kmeňové bunky vyrásť do zhlukov mozgového tkaniva, ktoré nemajú nič podobné myšlienkam, emóciám alebo vedomiu. Takéto „minimozgy“ sa využívajú na výskumné účely tam, kde by použitie skutočného živého mozgu bolo nemožné alebo aspoň eticky náročné – napríklad na testovanie reakcie na lieky alebo na pozorovanie vývoja buniek za určitých nepriaznivých podmienok. Tentoraz Gopalakrishnan a jeho kolegovia plánovali pozorovať vývoj očí.
V predchádzajúcich štúdiách iní vedci použili embryonálne kmeňové bunky na pestovanie optických pohárikov, štruktúr, ktoré sa počas embryonálneho vývoja stanú takmer celým okom. Iné štúdie vyvinuli štruktúry podobné optickému poháriku z indukovaných pluripotentných kmeňových buniek.
Namiesto priameho pestovania týchto štruktúr chcel Gopalakrishnanov tím zistiť, či sa dajú pestovať ako integrovaná súčasť mozgových organoidov. To by nám umožnilo vidieť, ako môžu tieto dva typy tkaniva rásť spolu, a nie jednoducho pestovať optické štruktúry v izolácii.
Predchádzajúca práca na vývoji organoidov ukázala prítomnosť buniek sietnice, ale nevyvinuli optické štruktúry, takže tím zmenil svoje protokoly. Nesnažili sa vynútiť si vývoj čisto neurónových buniek v skorých štádiách neuronálnej diferenciácie a pridali acetát retinolu do kultivačného média ako pomôcku pre vývoj oka.
Ich starostlivo udržiavané detské mozgy už vytvorili optické poháriky do 30. dňa vývoja a štruktúry boli jasne viditeľné na 50. deň. To je v súlade s načasovaním vývoja oka v ľudskom embryu, čo znamená, že tieto organoidy môžu byť užitočné na štúdium zložitosti tohto procesu.
Sú tu ďalšie dôsledky. Optické poháriky obsahovali rôzne typy buniek sietnice, organizované do neurónových sietí reagujúcich na svetlo a dokonca obsahovali šošovkové a rohovkové tkanivo. Nakoniec štruktúry demonštrovali spojenie sietnice s oblasťami mozgového tkaniva.
Z 314 mozgových organoidov, ktoré tím rozrástol, 73 % vyvinulo optické poháriky. Tím dúfa, že vyvinie stratégie na udržanie životaschopnosti týchto štruktúr po dlhšiu dobu pre hlbší výskum s obrovským potenciálom, hovoria vedci.
"Mozgové organoidy obsahujúce optické vezikuly, ktoré vykazujú vysoko špecializované typy neurónových buniek, môžu byť vyvinuté, čím sa otvára cesta k vytvoreniu personalizovaných organoidov a retinálnych pigmentových epitelových listov na transplantáciu," píšu vo svojom článku. "Veríme [toto sú] organoidy novej generácie, ktoré pomáhajú modelovať retinopatie vyplývajúce zo skorých neurovývojových porúch."
Môžete pomôcť Ukrajine v boji proti ruským útočníkom. Najlepším spôsobom, ako to urobiť, je darovať finančné prostriedky Ozbrojeným silám Ukrajiny prostredníctvom Zachrániť život alebo cez oficiálnu stránku NBU.
Prečítajte si tiež: