Немецкие ученые создали из стволовых клеток модель мозга, где самопроизвольно формировались структуры-предшественники глаз. Результаты работы важны для понимания эмбрионального развития мозга и глаза, а также для моделирования заболеваний сетчатки и развития персонализированной медицины. Статья опубликована в журнале Cell Stem Cell.
Органоидами называют искусственно выращенные скопления клеток, которые по организации и строению напоминают человеческие органы и используются в экспериментах. Трехмерные органоиды мозга создаются из плюрипотентных стволовых клеток, способных дифференцироваться в любые другие клетки. Немецкие биологи вырастили органоиды мозга и добились формирования в них глазных бокалов — структур, из которых у эмбриона развивается зрительная система.
«Наша работа демонстрирует способность органоидов мозга генерировать примитивные светочувствительные структуры, содержащие клетки, аналогичные естественным сенсорным клеткам, — говорит первый автор исследования Джей Гопалакришнан из клиники Университета Дюссельдорфа. — Такие органоиды мозга могут быть полезны при изучении взаимодействия между мозгом и глазами во время эмбрионального развития, при моделировании врожденных заболеваний сетчатки и создании клеток, специфичных для конкретного пациента».
Ранее ученые использовали эмбриональные стволовые клетки человека для создания глазного бокала, дающего начало сетчатке и другим структурам глаза. Глазные бокалы также создавались из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) — зрелых клеток, которые были перепрограммированы, чтобы вернуться в исходное плюрипотентное состояние. Однако до сих пор не удавалось получить таким способом функциональные глазные бокалы, которые удалось бы интегрировать в органоиды мозга. В этот раз ученые изменили протокол превращения ИПСК в нервную ткань. Исследователям удалось сгенерировать 314 органоидов мозга, где в 72% случаев образовались глазные бокалы, что свидетельствует о воспроизводимости метода. Структуры содержали различные типы клеток сетчатки, в том числе ткань хрусталика и роговицы, реагировали на свет и демонстрировали связь с другими областями органоида.
Новые органоиды мозга самопроизвольно начинали формировать глазные бокалы через 30 дней. Эти временные рамки совпадают с темпами развития сетчатки у человеческого эмбриона. Теперь ученые планируют разработать стратегии, позволяющие поддерживать жизнеспособность глазных бокалов в течение длительного времени.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
