Maguktól növesztettek szemet a laboratóriumban létrehozott miniagyak
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:
Miniatűr emberi agyakkal kísérleteznek a Nemzetközi Űrállomáson
Minél közelebb jutunk a kutatók céljához, annál nagyobb valószínűséggel kapunk olyan agyat, amely képes olyan érzelmekre, mint a fájdalom, a szenvedés vagy a nyomorúság. Szabad ezt?
Áttörést ért el a vakság gyógyításában a Roska Botond vezette kutatócsoport
A Bázelben kutató magyar molekuláris biológus és csapata évtizedek óta dolgozott az ötleten, és most sikerült is megvalósítani: algákból ültettek át a fényérzékenység kifejeződésében kulcsszerepet játszó géneket az emberi retinába. Az 58 éves, vak önkéntes ma sem tud újságot olvasni, de tárgyakat ismer fel maga körül.
Neandervölgyi génekből hoztak létre miniagyakat, hogy felfedjék az emberi agy evolúcióját
Három forradalmi technológia – az őssejt-visszaprogramozás, a CRISPR génszerkesztés, valamint a miniagyak tenyésztésének lehetősége – együtt járult hozzá ahhoz, hogy a kutatók elkezdhetik összeilleszteni az emberi agy több százezer éves fejlődéstörténetének darabjait.