Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Biohacking
  • M-Health
  • bio-mol-tekst-2021

Органоиды с глазами

Человеческие индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) были использованы для генерации органоидов мозга, содержащих так называемые глазные бокалы – эмбриональную структуру, из которой впоследствии формируется человеческий глаз. Органоиды спонтанно развили с двух сторон симметричные глазные бокалы из передней части мозгоподобной области, демонстрируя способность ИПСК к самоорганизации в очень сложном биологическом процессе.

Работа Джея Гопалакришнана и его коллег из Университетской больницы Дюссельдорфа показывает поразительную способность органоидов мозга генерировать примитивные светочувствительные структуры, которые содержат типы клеток, подобные тем, которые есть в организме. Такие органоиды могут быть полезны для изучения взаимодействия мозга и глаза во время развития эмбриона, моделирования врожденных аномалий сетчатки и генерирования специфических для пациента типов клеток сетчатки для персонализированного тестирования лекарств и трансплантационной терапии.

organoids1.jpg

Многие аспекты развития человеческого мозга и заболеваний могут быть изучены с помощью 3D-органоидов мозга, полученных из плюрипотентных стволовых клеток, которые могут дать начало всем типам клеток в организме. Исследователи ранее вырастили из человеческих эмбриональных стволовых клеток глазные бокалы, которые дают начало сетчатке – светочувствительной ткани в задней части глаза. Но тогда работа была нацелена только на изолированное создание сетчатки. До сих пор другие трехмерные структуры глаза не были функционально интегрированы в органоиды мозга.

В своем исследовании Гопалакришнан и его группа модифицировали протокол, который ранее разработали для превращения ИПСК в нервную ткань. Органоиды человеческого мозга уже через 30 дней образовывали глазные бокалы, которые созревали в видимые структуры в течение 60 дней. Эти временные рамки соответствуют этапам развития глаз у человеческого эмбриона.

В 16 независимых наборах ИПСК, полученных от четырех доноров, исследователи произвели 314 органоидов мозга, 72% из которых образовали глазные бокалы, показав, что метод воспроизводим. Эти структуры содержали различные типы клеток сетчатки, которые образовывали активные нейроны, реагирующие на свет. Кроме сетчатки глазные бокалы в органоидах мозга содержали клетки-предшественники тканей хрусталика и роговицы и демонстрировали связь нейронов сетчатки с областями мозга. В мозге млекопитающих нервные волокна, идущие от ганглиозных клеток сетчатки, соединяются с нейронами мозга – никогда ранее это взаимодействие не удавалась воспроизвести в пробирке.

organoids2.jpg

Существенным ограничением исследования является то, что жизнеспособность органоидов после 60-го дня резко падает, они не могут генерировать зрелые клетки тканей глаза. В будущих исследованиях группа планирует разработать стратегии сохранения жизнеспособности глазных бокалов в течение длительного периода времени, чтобы использовать их для изучения механизмов, вызывающих нарушения работы сетчатки.

Статья E.Gabriel et al. Human brain organoids assemble functionally integrated bilateral optic vesicles опубликована в журнале Cell Stem Cell.

Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Eurekalert: Brain organoids develop optic cups that respond to light.


Читать статьи по темам:

искусственные органы мозг зрение Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Биореактор для органоидов

Конструкция включает лунки, к которым подведены микрофлюидные каналы, доставляющие к органоидам мозга питательную среду и препараты.

читать

Нейроны плюс электроника

Биоэлектронные системы, объединенные с миниатюрной моделью мозга, позволили ученым исследовать организацию и функции нейронных сетей.

читать

Плоский мозг

Органоиды мозга, состоящие из 3D-напечатанных каркасов, засеянных стволовыми клетками, самостоятельно формируют извилины.

читать

Самосознание органоидов

Могут ли органоиды мозга испытывать «бесконечный ужас» от осознания того, что они существуют отдельно от тела?

читать

Мини-мозги с неандертальскими генами

Ученые надеются, что они помогут узнать, почему неандертальцы исчезли с лица Земли.

читать