No cilmes šūnām laboratorijā izaudzētās minismadzenēs spontāni attīstījušās rudimentāras acs struktūras, ziņo zinātnieki.
Sīki cilvēka smadzeņu organoīdi, kas audzēti traukos, parādīja divu divpusēji simetrisku optisko kausu augšanu, atspoguļojot acu struktūru attīstību cilvēka embrijos. Šis neticamais rezultāts var palīdzēt mums labāk izprast acu diferenciācijas un attīstības procesu, kā arī acu slimības.
"Mūsu darbs izceļ smadzeņu organoīdu ievērojamo spēju radīt primitīvas sensorās struktūras, kas ir jutīgas pret gaismu un satur šūnu tipus, kas ir līdzīgi tiem, kas atrodami organismā," sacīja neirozinātnieks Džejs Gopalakrishnans no Diseldorfas Universitātes slimnīcas Vācijā. "Šie organoīdi var palīdzēt pētīt smadzeņu un acu mijiedarbību embrionālās attīstības laikā, modelēt iedzimtus tīklenes traucējumus un radīt pacientam specifiskus tīklenes šūnu tipus personalizētai zāļu testēšanai un transplantācijas terapijai."
Smadzeņu organoīdi nav īstas smadzenes, kā jūs varētu iedomāties. Tās ir mazas trīsdimensiju struktūras, kas izaudzētas no inducētām pluripotentām cilmes šūnām – šūnām, kas iegūtas no pieaugušajiem un pārveidotas par cilmes šūnām, kurām ir potenciāls izaugt daudzos dažāda veida audos.
Šajā gadījumā šīs cilmes šūnas var izaugt smadzeņu audu ķekaros, kuriem nav nekā līdzīga domām, emocijām vai apziņai. Šādas "minismadzenes" tiek izmantotas pētniecības nolūkos, kur reālu dzīvu smadzeņu izmantošana būtu neiespējama vai vismaz ētiski sarežģīta - piemēram, lai pārbaudītu reakciju uz zālēm vai novērotu šūnu attīstību noteiktos nelabvēlīgos apstākļos. Šoreiz Gopalakrishnan un viņa kolēģi plānoja novērot acu attīstību.
Iepriekšējos pētījumos citi zinātnieki ir izmantojuši embrionālās cilmes šūnas, lai audzētu optiskos kausus, struktūras, kas embrija attīstības laikā kļūst par gandrīz visu aci. Citi pētījumi ir izstrādājuši optiskajam kausam līdzīgas struktūras no inducētām pluripotentām cilmes šūnām.
Tā vietā, lai tieši audzētu šīs struktūras, Gopalakrishnan komanda vēlējās noskaidrot, vai tās varētu audzēt kā smadzeņu organoīdu integrētu daļu. Tas ļautu mums redzēt, kā šie divi audu veidi var augt kopā, nevis vienkārši audzēt optiskās struktūras atsevišķi.
Iepriekšējais darbs pie organoīdu attīstības bija parādījis tīklenes šūnu klātbūtni, taču tām nebija izveidojušās optiskās struktūras, tāpēc komanda mainīja savus protokolus. Viņi nemēģināja uzspiest tīri neironu šūnu attīstību neironu diferenciācijas sākumposmā un pievienoja retinola acetātu barotnei kā palīglīdzekli acu attīstībai.
Viņu rūpīgi koptajās zīdaiņu smadzenēs jau 30. attīstības dienā bija izveidojušies optiskie kausiņi, un struktūras bija skaidri redzamas 50. dienā. Tas atbilst acs attīstības laikam cilvēka embrijā, kas nozīmē, ka šie organoīdi var būt noderīgi, lai pētītu šī procesa sarežģījumus.
Ir arī citas sekas. Optiskās kausi saturēja dažāda veida tīklenes šūnas, kas sakārtotas uz gaismu reaģējošos neironu tīklos un pat saturēja lēcas un radzenes audus. Visbeidzot, struktūras parādīja tīklenes savienojumu ar smadzeņu audu zonām.
No 314 smadzeņu organoīdiem komanda pieauga, 73% izstrādāja optiskos kausus. Pētnieki saka, ka komanda cer izstrādāt stratēģijas, lai saglabātu šīs struktūras dzīvotspējīgas ilgāku laiku, lai veiktu padziļinātu izpēti ar milzīgu potenciālu.
"Var izstrādāt smadzeņu organoīdus, kas satur optiskās pūslīšus, kurām ir ļoti specializēti neironu šūnu tipi, paverot iespēju izveidot personalizētus organoīdus un tīklenes pigmenta epitēlija loksnes transplantācijai," viņi raksta savā dokumentā. "Mēs uzskatām, ka [tie ir] nākamās paaudzes organoīdi, kas palīdz modelēt retinopātijas, kas rodas agrīnu neiroloģiskās attīstības traucējumu rezultātā."
Jūs varat palīdzēt Ukrainai cīnīties pret krievu iebrucējiem. Labākais veids, kā to izdarīt, ir ziedot līdzekļus Ukrainas bruņotajiem spēkiem Savelife vai izmantojot oficiālo lapu NBU.
Lasi arī: