Мини-сетчатка из стволовых клеток

Исследователи университета Джонса Хопкинса, работающие под руководством доктора Валерии Канто-Солер (M. Valeria Canto-Soler), создали в лабораторных условиях миниатюрную модель сетчатки человеческого глаза, способную реагировать на свет.

Фоторецепторы-палочки (зеленого цвета) в составе мини-сетчатки,
выращенной из человеческих иПСК в лабораторных условиях.

В качестве исходного материала для создания функционирующей модели сетчатки авторы использовали человеческие индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПСК), дифференцировку которых они с помощью простой методики собственной разработки запустили в нужном направлении. После этого они наблюдали за постепенным формированием ткани сетчатки, этапы которого в точности соответствовали этапам внутриутробного развития светочувствительного органа.

Ткань сетчатки имеет очень сложную трехмерную структуру, состоящую из семи основных типов клеток, в т.ч. шести видов нейронов, формирующих слои, которые воспринимают и обрабатывают световые сигналы. Авторы утверждают, что в разработанной ими системе стволовые клетки воспроизвели эту структуру практически самостоятельно.

Когда уровень организации искусственной сетчатки соответствовал 28 неделям внутриутробного развития, ученые проверили способность ее практически зрелых фоторецепторов регистрировать и трансформировать световые волны в зрительные сигналы. Для этого они вводили внутрь фоторецепторной клетки электроды и регистрировали биохимическую реакцию клетки на световые импульсы. Зарегистрированная реакция была аналогична происходящему в фоторецепторах человека.

Авторы считают, что разработанная ими технология позволит создавать миниатюрные модели сетчатки из клеток людей, страдающих такими заболеваниями, как пигментный ретинит. Это позволит лучше разобраться в причинах развития заболеваний, а также подбирать индивидуальные протоколы лечения. В далеком будущем фрагменты искусственной сетчатки можно будет использовать для замещения поврежденной в результате болезни или травмы ткани глаза.

Статья Xiufeng Zhong et al. Generation of three-dimensional retinal tissue with functional photoreceptors from human iPSCs опубликована в журнале Nature Communications.

Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Johns Hopkins Medicine:
Researchers Use Human Stem Cells to Create Light-Sensitive Retina in a Dish.

11.06.2014