Przeszczepy siatkówki z komórek macierzystych

Naukowcy stworzyli trójwymiarową strukturę podobną do siatkówki z ludzkich embrionalnych komórek macierzystych, która, jak mają nadzieję, pewnego dnia może posłużyć jako przeszczep siatkówki osobom ze zwyrodnieniem plamki żółtej i innymi chorobami siatkówki. Ich metoda, opublikowana niedawno w Journal of Neuroscience Methods , oferuje potencjalne nowe źródło komórek do przeszczepów siatkówki.

Tworzenie siatkówek: Arkusz komórek pochodzących z ludzkich embrionalnych komórek macierzystych został namówiony, aby stać się komórkami we wczesnym stadium siatkówki. Arkusz zawiera mieszaninę niedojrzałych komórek nerwowych (czerwony) i neuronów różnicujących (zielony). Jądra komórkowe są pokazane na niebiesko.

Hans Keirstead , główny autor artykułu i biolog komórek macierzystych z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine, mówi, że metoda ma stanowić alternatywę dla przeszczepów ludzkich tkanek płodowych, które zostały przeprowadzone na małej grupie pacjentów i zaowocowały poprawą widzenia . Komórki płodowe są trudne do uzyskania i budzą problemy etyczne. „Naprawdę chcieliśmy oprzeć się na tej technice, tworząc odnawialne źródło tkanki”, mówi.

W ramach tych badań naukowcy najpierw stworzyli dwa typy komórek z ludzkich embrionalnych komórek macierzystych: komórki siatkówki we wczesnym stadium i komórki nabłonka barwnikowego siatkówki (RPE), które zapewniają pożywienie komórkom odpowiedzialnym za widzenie w siatkówce. Naukowcy następnie hodowali te dwa typy komórek razem w komorze zaprojektowanej tak, aby wystawiać je na działanie gradientu stężeń substancji rozpuszczonych i substancji chemicznych pobudzających wzrost. Komórki mogły tworzyć trójwymiarowe struktury, co jest rzadkością w przypadku komórek macierzystych.

Keirstead uważa, że ​​badanie wskazuje na dwie ważne strategie tworzenia przeszczepów siatkówki: hodowanie wczesnych komórek siatkówki wraz z komórkami RPE oraz zanurzanie komórek w stopniowo zmieniającym się roztworze, który zachęca do rozwoju trójwymiarowych warstw komórek. Jego zespół odkrył, że to podejście generowało komórki siatkówki we wczesnym stadium, które były na ścieżce różnicowania się we wszystkie różne typy komórek siatkówki.

Keirstead uważa, że ​​przeszczep siatkówki będzie działał najlepiej, gdy zostanie wykonany z komórek, które nie są w pełni rozwinięte. Mówi, że trójwymiarowa warstwa jest celowo młoda. Wcześniejsze badania wykazały, że młodsze komórki częściej integrują się z istniejącą tkanką po przeszczepie niż umierają.

Robert Lanza , dyrektor naukowy Advanced Cell Technologies, który nie był zaangażowany w badania, mówi, że jego zespół odkrył kilka lat temu, że podczas przekształcania ludzkich embrionalnych komórek macierzystych w komórki RPE, inne komórki macierzyste spontanicznie tworzą warstwy, w tym płaty fotoreceptorów. Ten artykuł pokazuje, że można wykorzystać ten naturalny proces i po raz pierwszy użyć technik inżynierii tkankowej do generowania trójwymiarowych struktur podobnych do siatkówki.

Ale Lanza jest sceptycznie nastawiony do klinicznej przydatności takich struktur. Nie można po prostu przeszczepić siatkówki i przywrócić wzrok, mówi, ponieważ wymaga to wykonania szeregu skomplikowanych połączeń z mózgiem. Chociaż twierdzi, że użycie trzech konstruktów komórek może przynieść pewne korzyści, na chwilę obecną zastąpienie poszczególnych typów komórek może być najlepszym sposobem pomocy pacjentom cierpiącym na choroby oczu.

Naukowcy pracują nad kilkoma podejściami do przeszczepów siatkówki. Jedno podejście, prowadzone przez Advanced Cell Technologies, polega na przekształceniu ludzkich embrionalnych komórek macierzystych w komórki RPE i przeszczepieniu ich do siatkówki. Terapia działałaby najlepiej we wczesnych stadiach zwyrodnienia, aby zatrzymać dalszy postęp, zamiast przywracać utracone już widzenie. Innym podejściem jest przeszczepienie komórek macierzystych, które są we wczesnych stadiach stawania się fotoreceptorami światłoczułymi, co wykazało skuteczność u myszy.

Jeszcze inną strategią jest wykorzystanie młodej tkanki zamiast pojedynczych komórek. Przeszczepy tkanek płodowych wykazały pewne sukcesy zarówno u zwierząt, jak i u niewielkiej grupy ludzi. Badanie opublikowane w 2008 roku wykazało, że siedmiu na 10 pacjentów, którzy otrzymali przeszczepy, miało lepsze widzenie. Jednak toczyła się debata na temat tego, czy te przeszczepy rzeczywiście integrują się z istniejącą tkanką. Keirstead przeprowadził serię badań na zwierzętach, które, jak twierdzi, pokazują, że przeszczepiona tkanka funkcjonuje w oku. Jeśli tak, strategia może być przydatna w późniejszym stadium zwyrodnienia, kiedy istniejąca siatkówka straciła wiele ze swoich funkcji.

Dla zespołu Keirstead kolejnym krokiem jest wykazanie, że tkanka pochodząca z komórek macierzystych może prawidłowo funkcjonować. Jego laboratorium obecnie przeszczepia tkankę szczurom, aby ustalić, czy przeszczepy mogą przetrwać i wprowadzić się do oka oraz czy poprawiają wzrok zwierząt.

ukryć