Из стволовых клеток человека вырастили светочувствительную сетчатку

Биологи из университета Джонса Хопкинса в США использовали определённый тип человеческих стволовых клеток для выращивания в чашке Петри клеточной культуры из фоторецепторов сетчатки глаза.

Способность реагировать на свет является важнейшей функцией зрительных органов и потому умение выращивать в лаборатории ткани сетчатки с фоторецепторами даёт надежду на излечение некоторых форм слепоты.

"Фактически мы создали миниатюрную версию сетчатки человеческого глаза в чашке Петри. Ткань не только обладает точной конфигурацией клеток сетчатки, но и умеет чувствовать свет. Мы думаем, что однажды сможем лечить людей с заболеваниями сетчатки", — говорит ведущий автор исследования Валерия Канто-Солер (Valeria Canto-Soler).

(фото Johns Hopkins Medicine).

Учёные предупреждают, что зрение и осознанное восприятие изображений — слишком сложный и комплексный процесс, чтобы полностью его воспроизвести в лаборатории. Синтезированная сетчатка, скорее всего, не способна производить визуальный сигнал, который мозг бы интерпретировал как образ, но придание ткани чувствительности к свету — уже хорошее начало, отмечает Канто-Солер.

Процесс конвертации обычных взрослых клеток любой ткани в фоточувствительные клетки сетчатки проходил поэтапно. Для начала клетки генетически "перепрограммировали" таким образом, чтобы те приняли исходное эмбриональное состояние. Так получились индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), способные вырасти в любой тип клеток человеческого тела. Затем ИПСК трансформировали в так называемые клетки-предшественники сетчатки глаза, которые в свою очередь стали обычными зрелыми фоторецепторами. По словам исследователей, сроки роста клеток в чашке Петри соответствовали продолжительности развития сетчатки у человеческого плода в утробе матери.

Результаты исследования подробно описаны в статье журнала Nature Communications.

Канто-Солер рассказывает, что, несмотря на видимую тонкость, сетчатка человеческого глаза крайне сложно устроена. Она состоит из семи основных типов клеток, в том числе из шести видов нейронов, которые организованы послойно. Клетки поглощают и обрабатывают свет и направляют эти визуальные сигналы в мозг для последующей интерпретации. Выращенная в лаборатории сетчатка обладает этой трёхмерной структурой с чёткой организацией, при этом ИПСК практически самостоятельно приняли нужную конфигурацию.

Когда ткань синтезированной сетчатки была на стадии, эквивалентной 28 неделям развития в утробе матери, исследователи протестировали её на способность чувствовать свет и трансформировать его в визуальные сигналы.

Эксперимент проходил следующим образом: мини-электрод поместили в единичную клетку-фоторецептор, а затем туда же направили импульс света. Клетка среагировала на излучение таким же образом, как и природные фоторецепторы в сетчатке человеческого глаза.

Учёные уточняют в пресс-релизе, что фоторецепторы синтезированной в лаборатории ткани реагировали на свет словно палочки (в сетчатке два типа клеток ― палочки и колбочки). Именно эти клетки позволяют человеку видеть в условиях низкой освещённости.

Искусственные сетчатки, во многом не отличимые от природных, помогут не только в практической медицине при необходимости имплантации тканей пациентам. Канто-Солер говорит, что такие структуры могут служить прекрасной моделью для изучения заболеваний и тестирования лекарств. Таким образом с их распространением отпадёт необходимость в экспериментах на животных, которые не приветствуются многими организациями.

Также по теме:
Фоторецепторы из пробирки помогли мышам прозреть
Слепые мыши вновь увидели свет после введения простого лекарства
В Японии начинаются клинические испытания стволовых клеток для восстановления зрения
Ионообменные контактные линзы восстанавливают зрение
Врачи научились выращивать глаза