Lab-Grown Human Retinas dezvăluie cheile la culoarea Vision

Într-un laborator de la Universitatea Johns Hopkins, mici bucăți de ochi umani cresc într-un vas. În timp ce globulele de ochi în creștere sunt o minune tehnică în sine, această creație are un scop complex. Într-un nou studiu publicat în jurnal Ştiinţă, oamenii de stiinta au generat aceste organoide pentru a intelege de ce vedem culoarea si de a invata cum sa ajutam oamenii care nu pot.

Când cineva se gândește la un ochi, se gândește probabil la forma plină, bulbică - lentila, un iris; corpul vitros. Acești organoizi retinieni nu sunt așa. Din punct de vedere tehnic, sunt retini crescuți din celule stem umane - globuri ale țesutului alb care liniilează foarte spatele ochiului.

În studiul publicat joi, elevul absolvent al Universității Johns Hopkins, Kiara Eldred și echipa ei, dezvăluie de ce aceste retine sunt atât de importante. Oamenii au trei tipuri de celule de detectare a culorilor, fotoreceptoare în formă de con, care simt lumină roșie, verde sau albastră. Dar mecanismele care stau în spatele acestui motiv nu au fost pe deplin înțelese. Aici, echipa a descoperit că celulele albastre se dezvoltă mai întâi, apoi celulele roșii și verzi. Învățarea sincronizării acestor formațiuni celulare a fost o descoperire nouă - și a avut sens, având în vedere că noi și alte primate avem ceva numit viziune de culoare trichromatică.

"Ca om de știință, cred că trebuie să ai o pasiune pentru ceea ce faci și o legătură cu organismul tău", spune organul-creator Eldred Invers. "Mi-a plăcut organoizii în fiecare zi la început și apoi în fiecare zi când au înaintat mai în vârstă. În laborator, co-autorii mei și cu toții îi facem referire la ei ca la copiii noștri, pentru că trebuie să avem grijă de ei tot timpul ".

"Majoritatea mamiferelor pot vedea doar în două spectre de culoare - ei văd doar albastru și verde", explică Eldred. "Vedem albastru, verde și roșu. Din cauza viziunii culorilor, suntem capabili să primim o mulțime de informații bogate despre lumea din jurul nostru."

S-au speculat că primatele, cum ar fi cimpanzeii și oamenii, pot vedea roșu deoarece abilitatea le-a permis homininilor timpurii să găsească fructe de maturare printre frunzele verzi. Între timp, alte mamifere, cum ar fi câinii și pisicile, văd culori mai puține și mai slabe.

Realizarea faptului că ceva a determinat calendarul creșterii celulelor albastre, roșii și verzi a reprezentat de asemenea un mister: Ce mecanism a determinat crearea acestor trei tipuri de celule conice? Pentru a da seama, dupa ce reglementeaza celulele stem pentru a deveni tesutul retinei - un proces in care uneori oamenii de stiinta sfarsesc sa creeze tesut cerebral, precum si tesutul retinei, deoarece, la urma urmei, fotoreceptorii sunt neuroni din punct de vedere tehnic - cercetatorii au inceput sa testeze un set de genele implicate în funcția hormonului tiroidian, care este implicată în creșterea și diferențierea celulelor.

Activitatea anterioară privind vederea la șoareci, pești și pui a sugerat că atunci când funcția hormonului tiroidian este scăzută, apar celulele albastre, iar atunci când este mare, apar celule roșii și verzi.Acest lucru sa dovedit a fi adevarat: Folosind CRISPR, cercetatorii au scos receptorul pentru hormonul tiroidian si au creat organoide retinale doar cu celule albastre. Când au adăugat hormonul înapoi, au generat organoizi cu celule roșii și verzi.

Acest lucru se întâmpla chiar dacă glanda tiroidă nu era deloc implicată - singurele elemente din farfurie erau organoizii retinei. După examinarea genelor activate sau deconectate în decursul unui an de dezvoltare a organoidelor, ei au descoperit că ipoteza lor a fost corectă: genele care degradează hormonul tiroidian au fost mai devreme pentru a face celulele albastre și genele care activau hormonul tiroidian au apărut mai târziu pentru a crea roșu și celulele verzi.

În esență, oamenii de știință au determinat organoizii să devină color orbi în diferite moduri. Acest lucru sugerează că această cercetare ar putea fi utilă în dezvoltarea de tratamente terapeutice pentru a ajuta persoanele care sunt colorate orb sau suferă de degenerare maculară, o boală oculară care cauzează pierderea vederii. În prezent, ceea ce fac oamenii de știință pentru a ajuta la degenerarea maculară este injectarea celulelor stem în retini care au un fel de degenerare. Cu toate acestea, eficacitatea acestui proces a fost imprevizibilă. Scopul este ca, prin faptul ca este capabil sa dirijeze calea de diferentiere a celulelor conului, oamenii de stiinta pot afla cum pot folosi celulele terapeutic.

Speram ca, prin cercetarile noastre, sa putem furniza informatii altor cercetatori cu privire la modul de a crea celule de con in mod specific, spune Eldred. "În experimentele viitoare, putem lua aceste celule, le vom injecta și mai multe dintre ele vor deveni fotoreceptoare care pot oferi tratament regenerativ. De fiecare dată când văd organoizii care coboară pe calea corectă, este interesant și fascinant.