Ученые из Университета Висконсин-Мэдисон в США уговорили светочувствительные клетки глаза, выращенные в лаборатории, воссоединиться после разделения, что является важным шагом для трансплантации пациентам для лечения различных глазных заболеваний.
Работая вместе, эти фоторецепторные клетки объединяются с другими клетками, образуя сетчатка; тонкий слой ткани в задней части глаза, ответственный за преобразование длин волн света в сигналы, которые мозг интерпретирует как зрение.
Целью исследователей было вырастить клетки сетчатки вне тела и использовать их для замены мертвых или дисфункциональных тканей внутри глаза.
В 2014, исследователи создали органоиды (кластеры клеток, самоорганизующиеся в трехмерные формы в лаборатории), которые напоминали форму и функции настоящей сетчатки. Они сделали это, перепрограммировав клетки кожи человека, чтобы они действовали как стволовые клеткикоторые затем стимулировали к развитию в несколько типов клеток сетчатки.
В прошлом году та же команда опубликовала исследования, показывающие, что выращенные в лаборатории клетки сетчатки могут ответить на различные длины волн и интенсивности света, а также протянуть руку к соседним ячейкам для установления соединений.
По словам ведущего исследователя офтальмолог Дэвид Гаммэто новое исследование является «последним кусочком головоломки».
«Мы хотели использовать клетки этих органоидов в качестве запасных частей для тех же типов клеток, которые были потеряны в ходе заболеваний сетчатки». говорит Гамм.
«Но после нескольких месяцев выращивания в лабораторных чашках в виде компактных кластеров оставался вопрос — будут ли клетки вести себя надлежащим образом после того, как мы разделим их на части? Потому что это ключ к их внедрению в глаз пациента».
Эта функциональность зависит от способности клеток соединяться друг с другом с помощью отростков, называемых аксонами, с химическим сигнальным полем, называемым синапсом, образующим соединение.
Одно дело видеть аксоны, протянувшиеся между клетками. Чтобы убедиться, что рабочие соединения были установлены, команда разделила кластеры клеток сетчатки и наблюдала, как они воссоединяются.
Бешенство вирус Затем была добавлена молекула, которая мигрировала между клетками сетчатки в течение недели, что указывает на то, что синаптические связи действительно были установлены.
«Мы вместе сочиняли эту историю в лаборатории, по кусочку за раз, чтобы укрепить уверенность в том, что мы движемся в правильном направлении», говорит Гаммиз Университета Висконсин-Мэдисон.
«Все это ведет, в конечном счете, к человеческому клинические испытаниякоторые являются очевидным следующим шагом».
Дальнейший анализ показал, что типы клеток, которые чаще всего образовывали синапсы, представляли собой фоторецепторы, обычно различаемые как палочки и колбочки. Это обнадеживает, потому что именно эти типы клеток теряются при таких заболеваниях, как пигментный ретинит и возрастные дегенерация желтого пятна.
Были также доказательства того, что типы клеток, называемые ганглиозными клетками сетчатки, образуют синапсы. Замена этих клеток в глазу может быть полезна при лечении таких заболеваний, как глаукомакогда зрительный нерв, соединяющий глаз с мозгом, повреждается.
«Это было важным открытием для нас», говорит Гамм. «Это действительно показывает потенциально широкое влияние, которое могут оказать эти органоиды сетчатки».
Исследование было опубликовано в ПНАС.
