Echte Retinas Die In Een Laboratorium Worden Gekweekt, Houden Oogtransplantatiebeloften In Stand

{h1}

Gekweekte stamcellen kunnen zich spontaan organiseren in een complexe structuur die lijkt op het zich ontwikkelende embryonale oog. Leren over hoe deze structuren zich vormen, kan de ontwikkeling van stamceltransplantaties voor zieke netvliezen bevorderen.

In het laboratorium gekweekte menselijke organen lijken misschien futuristische technologie, maar in een laboratorium in Kobe, Japan, groeien onderzoekers nieuwe netvliezen in een schaal.

"Dit retina-weefsel gemaakt in de reageerbuis was duidelijk echt, het bootste de complexe structuur van het netvlies in het oog na", zei Yoshiki Sasai van het RIKEN Centrum voor Ontwikkelingsbiologie in Kobe, hoofdonderzoeker van de studie, morgen gepubliceerd (7 april). ) in het tijdschrift Nature.

Het netvlies, de weefselvoering aan de binnenkant van de achterkant van het oog, bestaat uit zeven verschillende celtypen die in zes verschillende lagen zijn gerangschikt. Het stelt ons in staat te zien, omdat het speciale cellen heeft die op licht reageren en berichten naar onze hersenen sturen. Ziekten van het netvlies, zoals retinitis pigmentosa, die bij ongeveer 1 op de 4.000 mensen voorkomen, kunnen resulteren in eventuele blindheid. [Afbeelding van in een laboratorium gekweekt netvlies]

De onderzoekers, geleid door Sasai, hebben een manier ontdekt om muisembryonale stamcellen te coaxeren in het vormen van een oogachtige structuur. De zogenaamde "oogkom" heeft evenveel tijd nodig om zich te ontwikkelen als een typisch muizenoog (ongeveer 20 dagen zwangerschap plus doorgezette ontwikkeling enkele dagen na de geboorte) en heeft dezelfde cellulaire kenmerken.

Gedifferentieerde ontwikkeling

De ontwikkeling van deze oogbeker is bijna volledig zelfgestuurd. De onderzoekers moesten alleen de embryonale stamcellen, die elke cel in het menselijk lichaam kunnen worden, coaxeren om oogcellen te worden. Ze verwachtten een kweek van één type retinale cellen te zien, maar na deze op het laboratorium gebaseerde nudge (waarbij hormonen en andere stoffen waren betrokken) groeiden de cellen, veranderden ze in verschillende soorten en regelden ze zichzelf helemaal in deze structuur. [Wetenschappers zien menselijke oogballen groeien]

"We dachten niet dat dit soort complexe structuur in de cultuur zou kunnen worden gemaakt", vertelde Sasai WordsSideKick.com. "De echt indrukwekkende boodschap van deze bevinding was dat de structuur van het netvlies intern is geprogrammeerd, de cellen hebben alle informatie om het netvlies te maken. We laten het gewoon gebeuren."

Twee embryonale stamcel afgeleide optische kop gevormd door zelforganisatie van 3D-cultuur van een groep embryonale stamcellen. Groene kleur is fluorescentie van GFP-eiwit dat is ontworpen om retinaal weefsel te markeren.

Twee embryonale stamcel afgeleide optische kop gevormd door zelforganisatie van 3D-cultuur van een groep embryonale stamcellen. Groene kleur is fluorescentie van GFP-eiwit dat is ontworpen om retinaal weefsel te markeren.

Credit: M. Eiraku en Y.Sasai

De oogbeker ontwikkelt zich uit een groep van ongeveer 3.000 cellen door eerst een lus naar buiten toe uit het midden te laten groeien en deze cellen vervolgens in een vorm te vouwen die doet denken aan een cognacglas. De celbeker groeit dan tot bijna 1/10 inch (2 millimeter) breed en ontwikkelt alle lagen van een ontwikkelingsoog, inclusief de lichtgevoelige cellen die fotoreceptoren worden genoemd, ganglioncellen die zich hechten aan de oogzenuw en gepigmenteerde cellen die geven onze ogen hun kleur.

De enige ontbrekende delen van de oogbeker waren de bloedstroom naar het netvlies en de zenuwverbinding die signalen naar de hersenen stuurt. Bij retinale degeneratieve ziekten zoals retinitis pigmentosa is deze verbinding met de hersenen onbeschadigd en zou signalen kunnen verzenden, maar het netvlies kan ze niet detecteren. Als het netvlies werd gerepareerd of vervangen, kon het gezichtsvermogen worden hersteld.

Opvallende toepassingen

Naarmate de tests vordert, zijn er veel mogelijke toepassingen van deze oogstructuren. Onderzoekers testen momenteel of deze cellen daadwerkelijk licht kunnen detecteren en signalen kunnen verzenden, maar ze hebben hoge verwachtingen, zei Sasai. Als dat lukt, zullen de onderzoekers proberen ze in muizen te implanteren met retinadegeneratie om te zien of ze hun gezichtsvermogen kunnen terugkrijgen.

De structuren kunnen ook worden gebruikt om meer te weten te komen over de moleculaire details van oogontwikkeling, die onderzoekers kunnen helpen bij het begrijpen van andere netvliesaandoeningen, het verbeteren van behandelingen en het helpen ontwikkelen van geneesmiddelen door middel van testgeneesmiddelen en genetische therapieën.

Ze werken ook aan het maken van dezelfde oogkelkstructuren van menselijke stamcellen, hoewel de structuur groter is en het veel langer duurt om zich te ontwikkelen dan het muisoog. "Eens gemaakt van menselijke embryonale stamcellen, zou het geweldig materiaal zijn voor het enten op het netvlies," zei Sasai. "We hebben een technische basis voor een oneindige voorraad voor menselijke retina in een paar jaar tijd."

"De kans om een ​​complex orgaan zoals een oog in een schaal te laten groeien, lijkt echter afgelegen en futuristisch", schrijven Robin Ali en Jane Sowden, onderzoekers die niet betrokken zijn bij het project van University College London, in hun artikel News and Views over de papier in hetzelfde nummer. "Nu, Eiraku et al onthullen met verrassende schoonheid en opmerkelijke helderheid dat het complexe proces... spontaan in de cultuur kan voorkomen. "

Je kunt de schrijver Jennifer Welsh van WordsSideKick.com volgen op Twitter @microbelover.


Video Supplement: .




Onderzoek


Mensen Die Zich Vrijwillig Aanmelden, Leven Langer, Stelt De Studie Voor
Mensen Die Zich Vrijwillig Aanmelden, Leven Langer, Stelt De Studie Voor

Werkt Een Bedtime-Snack Je Slaap Of Pijn?
Werkt Een Bedtime-Snack Je Slaap Of Pijn?

Science Nieuws


Veteranen Helpen Omgaan Met De Mentale Littekens Van Oorlog - Op-Ed
Veteranen Helpen Omgaan Met De Mentale Littekens Van Oorlog - Op-Ed

Mannelijke Vis Gebruikt Biseksualiteit Om Vrouwtjes Te Lokken
Mannelijke Vis Gebruikt Biseksualiteit Om Vrouwtjes Te Lokken

Hiv'S 'Patient Zero' Verkeerd Als Schuld Voor Aids-Epidemie
Hiv'S 'Patient Zero' Verkeerd Als Schuld Voor Aids-Epidemie

Whistling Sling Bullets Were Roman 'Secret' Terror Weapon
Whistling Sling Bullets Were Roman 'Secret' Terror Weapon

Hersentumor Triggert Het Plotselinge 'Hyper-Religieuze' Gedrag Van De Vrouw
Hersentumor Triggert Het Plotselinge 'Hyper-Religieuze' Gedrag Van De Vrouw


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com