Af menneskelige embryonale stamceller dyrkes nethinden

Menneskelige stamceller spontant danner et væv, der udvikler sig til nethinden - det væv af øjet, der gør det muligt for os at se. Dette er rapporteret i en artikel offentliggjort i tidsskriftet Cell Stem Cell. I fremtiden kan transplantation af et sådant tredimensionelt væv hjælpe patienter med synshandicap.

"Dette er en vigtig milepæl i den nye fase af udviklingen af regenerativ medicin", - kommenterede resultaterne af undersøgelser af hans hoved direktør organogeneseperioden grupper og neurogenese professor Yoshiki Sasai (Yoshiki Sasai), MD, PhD, fra Center for Developmental Biology, Riken Research Institute (RIKEN Center for Developmental Biology ), Japan. "Vores tilgang åbner nye udsigter i at bruge komplekse væv stammer fra menneskelige stamceller til behandling, såvel som til medicinsk forskning i forbindelse med patogenese og udvikling af stoffer."

I udviklingsprocessen er nethinden et lysfølsomt væv, der forer øjets indre overflade - det er dannet af en struktur kendt som visuelt eller øjenglas. I det japanske forskers nye arbejde er denne struktur spontant dannet af humane embryonale stamceller (hESC'er) - celler afledt af humane embryoner, som har potentialet til at differentiere i forskellige væv. Dette blev gjort muligt ved metoderne til celledyrkning, optimeret af professor Sasai og hans gruppe.

Celler afledt af hESC'er er organiseret i den korrekte tredimensionelle struktur med to lag af øjenkoppen, hvoraf den ene indeholder et stort antal lysfølsomme celler - fotoreceptorer. Da degenerering af nethinden primært skyldes skade på fotoreceptorerne, kan hESC'er væv opnået være et ideelt materiale til transplantation.

Undersøgelsen af japanske forskere åbner ikke blot nye udsigter for anvendelsen af stamceller i regenerativ medicin, men vil uden tvivl fremskynde udviklingen af et sådant naturvidenskabsområde som udviklingsbiologi. I løbet af forsøgene var forskerne overbeviste om, at øjenglaset, der er dannet af menneskelige embryonale stamceller, er meget tykkere end det, der vokser fra musembryonale stamceller. Derudover indeholder den både stænger og kegler, mens der i mus ESC'er er differentiering i kegler sjældne. Dette betyder, at embryonale celler bærer en artspecifik vejledning til at skabe denne øjenstruktur.

"Vores forskning åbner vejen for at forstå egenskaberne i øjets udvikling, specielt for en person, hvis undersøgelse var umuligt før," sikrede Sasai.

Dette er ikke den første store succes af professor Sasai's gruppe. Ved udgangen af sidste år er forskere vokset fra musembryonale stamceller en funktionel forreste del af hypofysen (adenohypophysis), der består af flere forskellige typer hormonproducerende celler. En artikel om resultaterne af dette arbejde Selvdannelsen af funktionel adenohypofyse i tredimensionel kultur blev offentliggjort i tidsskriftet Nature.

Hypofysen er en lille endokrin kirtel i bunden af hjernen, som producerer flere vigtige hormoner. Det er især vigtigt i perioden med tidlig udvikling, og evnen til at efterligne sin uddannelse i laboratoriet vil hjælpe forskerne bedre med at forstå embryogenese. Forstyrrelser i hypofysen er forbundet med vækstforstyrrelser, såsom gigantisme og synsproblemer, herunder blindhed.

Dette forsøg ville ikke være muligt uden en tredimensionel cellekultur. Hypofysen er et særskilt organ, men for dets udvikling er der brug for kemiske signaler fra hjernegionen direkte over det - hypothalamus. I en tredimensionel kultur kan forskere samtidig vokse tæt på hinanden to typer væv, hvilket resulterer i to uger stamceller, der er selvorganiseret i hypofysen.

Fluorescerende farvning viste, at det dyrkede hypofysevæv udtrykker de tilsvarende biomarkører og udskiller typiske for anterior hypofysehormonerne. Forskerne gik videre og testede funktionaliteten af de organer, der blev syntetiseret af dem, og erstattede dem med mus, der var berøvet af hypofysen. Eksperimenterne afsluttede med succes: Den bioenginerede hypofyse genoprettede niveauerne af glukokortikoidhormoner i blodet hos dyr og eliminerede adfærdsmæssige symptomer som letargi. Musstilstanden med implanterede stamcellestrukturer, som ikke blev udsat for de nødvendige signalfaktorer og derfor ikke blev en funktionel hypofyse, forbedrede sig ikke.

Professor Sasai og hans kolleger planlægger at gentage eksperimentet på menneskelige stamceller, og efter deres mening vil dette arbejde tage mindst tre år.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]