Kutatók nemrég olyan miniagyakat neveltek ki laboratóriumban, amelyeknek saját szemeik nőttek – derült ki a héten a Cell Stem Cell folyóiratban publikált kutatásból.

Az organoidok a létező szervek olyan miniatűr változatai, amelyeket őssejtekből növesztenek laboratóriumi körülmények között. Korábban már apró, pulzáló szíveket és „sírásra” képes könnycsatornákat is sikerült létrehozniuk kutatóknak ezzel a módszerrel, nem beszélve a neandervölgyi génekből alkotott agyakról vagy azokról a miniatűr emberi agyakról, amelyekkel a Nemzetközi Űrállomáson kísérleteznek.

Az eddigi miniagyak azonban nem voltak képesek arra a mutatványra, ami a mostani, főként német egyetemek részvételével zajló kutatásban kitenyésztett agyak többségének sikerült: utóbbiak ugyanis szemszerű struktúrákat, úgynevezett „optikai csészéket” növesztettek – ez az embrionális fejlődéstanból kölcsönzött magyar szakszóval valószínűleg a szemserlegnek felel meg –, ahol a retina fejlődne ki a későbbiekben, amennyiben élő és normális méretű agyakról lenne szó.

Kísértetiesen emlékeztet az embrionális fejlődésre

Az emberi testben a retina a látóidegen keresztül küldi a jeleket az agynak, ezáltal látunk. Mint Jay Gopalakrishan, a Düsseldorfi Egyetemi Kórház kutatója, a tanulmány rangidős szerzője elmondta, in vitro rendszerben eddig sosem sikerült modellezni az emlősök látásának ezt az aspektusát: azt, hogy a retina belső oldalán elhelyezkedő idegsejtek, a retinális ganglionsejtek idegrostjai kinyúlnak az agyban lévő célterületek felé, hogy aztán közvetlenül kommunikáljanak az aggyal.

A korábbi kutatásokban ugyanis csak önálló szemkelyheket tudtak laboratóriumban létrehozni, agy-organoidokba integrálni nem sikerült őket – egészen mostanáig.

A német kutatócsoport egy korábban kidolgozott technikával képzett idegszövetet az őssejtekből. Amint a miniagyak kialakultak, az organoidokon létrejöttek a szemkelyhek: 30 nap fejlődés után jelentek meg, és 50 napon belül váltak éretté, ami hasonló időkeret, mint amilyen az emberi embrió életében a retina kifejlődéséhez kell.

A német kísérletben a 314 miniagy 72 százaléka fejlesztett látókelyhet. Az organoidokon különféle retinasejtek alakultak ki, amelyek aktív idegi hálózatot képezve reagáltak a fényre. Sőt, a miniagyakon lencsék és szaruhártyaszövet is képződött.

Mint Gopalakrishan elmondta, kutatásuk megmutatja az agy-organoidoknak azt a figyelemreméltó képességét, hogy primitív érzékelő struktúrákat fejlesszenek, amelyek fényérzékenyek, és mint kiderült, olyan sejttípusoknak adnak helyet, amelyekhez hasonlók az emberi testben is megtalálhatók.

A laborban kinevelt agy-organoidok azért hasznosak, mert rajtuk tanulmányozható emberi agy fejlődése és fejlődési zavarai. A szemkelyhes agy-organoidok által pedig a tudomány közelebbről megismerheti az agy-szem interakciókat az embrionális fejlődésben, de a retina rendellenességeiről is többet tudhatunk meg, sőt terápiás céllal talán személyre szabott retinasejttípusok is létrehozhatók – mondta Gopalakrishan.

A következő lépésben a kutatók szeretnék elérni, hogy az organoid-szemkelyhek hosszú távon életképesek maradjanak, és a retinabetegségek mögötti mechanizmusok tanulmányozására használhassák őket.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: