Τη δημιουργία τρισδιάστατης δομής αμφιβληστροειδή που ανταποκρίνεται στο φως, προκάλεσαν ερευνητές.Το εύρημα μπορεί να συμβάλει στη μελέτη οφθαλμικών παθήσεων και τελικά θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες θεραπείες.

Όταν βλέπουμε ένα ηλιοβασίλεμα ή ένα παιχνίδι ποδοσφαίρου, μια περίπλοκη, ενορχηστρωμένη σειρά γεγονότων συμβαίνει στα μάτια μας. Το φως περνά μέσα από το μπροστινό μέρος του κάθε ματιού, διαθλάται και εστιάζεται στον αμφιβληστροειδή, ένα λεπτό, ευαίσθητο ιστό στο πίσω μέρος των ματιών μας. Ο αμφιβληστροειδής περιέχει πολλά εξειδικευμένα κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων κυττάρων φωτο-υποδοχέων, τα οποία μετατρέπουν το φως σε ηλεκτρικό σήμα. Αυτά τα σήματα στη συνέχεια επεξεργάζονται και αποστέλλονται στον εγκέφαλο. Αν τα κύτταρα φωτο-υποδοχείς δυσλειτουργήσουν ή πεθάνουν, μπορεί να χαθεί η όραση ή να συμβεί τύφλωση.

Οι ερευνητές έχουν αποδείξει ότι ενιόμενα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα μπορούν να μετετραπούν σε ένα είδος κυττάρων του αμφιβληστροειδούς υπό ορισμένες συνθήκες κυτταρικής καλλιέργειας. Αυτοί οι τύποι των βλαστικών κυττάρων είναι ενήλικα κύτταρα που έχουν επαναπρογραμματιστεί γενετικά ώστε να παίρνουν τα χαρακτηριστικά των εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων. Μπορούν να αναπτυχθούν απεριόριστα στο εργαστήριο και μπορεί θεωρητικά να αλλάξουν ή να διαφοροποιηθούν, σε όλους τους τύπους κυττάρων που βρίσκονται στο σώμα.

Προηγούμενη εργασία δεν έδειξε ότι εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα ποντικών και ανθρώπινα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα μπορούν να εξελιχθούν σε μια 3-D οπτική κούπα σε καλλιέργεια που μοιάζει με τον εμβρυϊκό οφθαλμό των σπονδυλωτών. Μια ομάδα με επικεφαλής τους Δρ Xiufeng Zhong και Μ. Valeria Canto-Soler στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins ξεκίνησε να προσδιορίσει σε ποια έκταση αυτά τα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα θα μπορούσαν να διαφοροποιηθούν και να αποκτήσουν δομικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά παρόμοια με έναν ανθρώπινο αμφιβληστροειδή. Το έργο χρηματοδοτείται εν μέρει από το National Eye Institute (NEI) του NIH και το National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) των ΗΠΑ.

Οι επιστήμονες καλλιέργησαν ανθρώπινα βλαστοκύτταρα iPS στο εργαστήριο. Ανέφεραν στο περιοδικό ’’Nature Communications’’ ότι πέτυχαν να μετατρέψουν τα κύτταρα σε κύτταρα με χαρακτηριστικά αμφιβληστροειδούς, χωρίς να προσθέσουν πολλές από τις χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται για να προκαλέσουν τα κύτταρα να ωριμάσουν.

Με την πάροδο του χρόνου, τα κύτταρα iPS σχημάτισαν τρισδιάστατες δομές σε σχήμα κυπέλλου σε μια ακολουθία γεγονότων που μιμήθηκε αυτό που συμβαίνει κατά την ανθρώπινη ανάπτυξη. Οι δομές ανέπτυξαν στρώματα που περιείχαν όλα τα βασικά είδη κυττάρων που βρίσκονται στον αμφιβληστροειδή, συμπεριλαμβανομένων των κυττάρων φωτο-υποδοχέων.

Για να προσδιοριστεί αν τα κύτταρα φωτο-υποδοχείς είναι ευαίσθητα στο φως, οι ερευνητές τα υπέβαλαν σε μία λάμψη φωτός και μέτρησαν τις ηλεκτρικές αποκρίσεις μεμονωμένα σε κάθε κύτταρο. Μερικά κύτταρα ανταποκρίθηκαν, δείχνοντας ότι είχαν φτάσει σε αρκετά προχωρημένο στάδιο ανάπτυξης, κατά την καλλιέργεια.

"Ουσιαστικά δημιουργήσαμε μια μικρογραφία του ανθρώπινου αμφιβληστροειδή, που έχει όχι μόνο την αρχιτεκτονική οργάνωση του αμφιβληστροειδούς, αλλά και τη δυνατότητα να αισθάνεται το φως», δήλωσε ο Canto-Soler. «Όταν ξεκινήσαμε αυτό το έργο, δεν πιστεύαμε ότι τα βλαστικά κύτταρα θα δημιουργήσουν αμφιβληστροειδή σχεδόν από μόνα τους. Στο σύστημά μας, τα κύτταρα με κάποιον τρόπο ήξεραν τι να κάνουν".

Το επίτευγμα ενδέχεται να οδηγήσει σε καλύτερα μοντέλα καλλιέργειας ιστού για τη μελέτη ανθρώπινων ασθενειών των ματιών και τη διερεύνηση νέων θεραπειών.


Πηγές:
NIH.

Ειδήσεις υγείας σήμερα
Απαιτητική για τον εγκέφαλο δουλειά μειώνει τον κίνδυνο ελαφράς νοητικής εξασθένησης μετά τα 70
'Ερευνα στην Ευρώπη για το παράνομο εμπόριο και τη φορολόγηση των προϊόντων καπνού και νικοτίνης
Γιατί τα αγόρια μητέρων με HIV έχουν μεγαλύτερο κίνδυνο προβλημάτων υγείας και θνησιμότητας [μελέτη]