Lab-Grown Човешки Retinas разкриват ключовете на цвят Vision

В лаборатория в университета „Джон Хопкинс“ малки парченца човешки очи растат в чиния. Докато отглеждането на очни кухини е техническо чудо само по себе си, това творение има сложна цел. В ново проучване, публикувано в списанието наука учените генерирали тези органоиди, за да разберат защо можем да видим цвят и да се научим как да помагаме на хората, които не могат.

Когато човек мисли за око, те вероятно си мислят за пълната, луковична форма - лещата, ириса; стъкловидното тяло. Тези ретинални органоиди не са такива. Технически, те са ретините, отглеждани от човешки стволови клетки - кълбове на бялата тъкан, която пресича задната част на окото.

В проучването, публикувано в четвъртък, студентът на университета Джон Хопкинс Киара Елдред и нейният екип разкриват защо тези ретини са толкова важни. Хората имат три вида клетки за откриване на цветове, конусовидни фоторецептори, които усещат червена, зелена или синя светлина. Но механизмите, поради които това не е било напълно разбрано. Тук екипът открива, че първо се развиват сините клетки, а след това червени и зелени клетки. Изучаването на времето на тези клетъчни образувания е ново откритие - и има смисъл, като се има предвид, че ние и другите примати имаме нещо, наречено трихроматично цветно зрение.

"Като учен, мисля, че трябва да имате страст към това, което правите, и с връзката с вашия организъм", разказва създателят на органоида Елдред. обратен, - Аз се грижех за органоидите всеки ден в началото и след това всеки ден, когато старееха. В лабораторията моите съавтори и всички ние се отнасяме към тях като към нашите бебета, защото трябва да се грижим за тях през цялото време."

"Повечето бозайници могат да видят само два спектъра от цветове - те виждат само синьо и зелено", обяснява Елдред. - Можем да видим синьо, зелено и червено. Поради цветовата визия можем да получим много богата информация за света около нас."

Предполага се, че приматите като шимпанзета и хората могат да видят червено, защото способността им дава възможност ранните хоминини да откриват зреещи плодове сред зелените листа. Междувременно други бозайници като кучета и котки виждат по-малко и по-слаби цветове.

Осъзнаването, че нещо предизвиква времето на растежа на сините, червените и зелените клетки, също създаде мистерия: Какъв механизъм е причинил създаването на тези три вида конусни клетки? За да го разбера, след като насочи стволовите клетки към тъканта на ретината - процес, в който учените понякога създават мозъчна тъкан, както и тъканта на ретината, защото, в крайна сметка, фоторецепторите са технически неврони - изследователите започнаха да тестват набор гени, участващи в функцията на тироидния хормон, който участва в клетъчния растеж и диференциация.

Предишна работа, свързана с мишки, риби и зреене на пилета, показва, че когато функцията на тиреоидния хормон е ниска, се появяват сини клетки, а когато са високи, следват червени и зелени клетки.Оказа се, че това е вярно: използвайки CRISPR, изследователите отстраниха рецептора за тироидния хормон и създали органоиди на ретината само със сини клетки. Когато прибавят отново хормона, те генерират органоиди само с червени и зелени клетки.

Това се случва, въпреки че щитовидната жлеза изобщо не е участвала - единствените елементи в антената бяха органоидите на ретината. След проучване на включването или изключването на гените по време на развитието на органоидите, те откриха, че тяхната хипотеза е вярна. и зелени клетки.

По същество учените са причинявали органоидите да станат цветни слепи по различни начини. Това предполага, че това изследване може да бъде полезно при разработването на терапевтични лечения за подпомагане на хората, които са слепи или страдат от дегенерация на макулата, очно заболяване, което причинява загуба на зрението. В момента това, което учените правят, за да помогнат с дегенерацията на макулата, е да инжектира стволови клетки в ретината, които имат някаква дегенерация. Въпреки това, ефикасността на този процес е непредсказуема. Целта сега е, че като е в състояние да насочи пътя на диференциацията на конусовидните клетки, учените могат да научат как могат да използват терапевтично клетките.

"Надяваме се, че с нашите изследвания можем да предоставим информация на други изследователи за това как да се създадат специално конусовидни клетки", казва Елдред. „В бъдещите експерименти можем да вземем тези клетки, да ги инжектираме и повече от тях ще станат фоторецептори, които в действителност могат да осигурят регенеративно лечение. Всеки път, когато виждам как органоидите слизат по правилния път, това е вълнуващо и очарователно."