Teadlased on teatanud, et laboris tüvirakkudest kasvatatud miniajul on spontaanselt tekkinud algelised silmastruktuurid.
Nõudes kasvatatud tillukesed inimaju organoidid näitasid kahe kahepoolselt sümmeetrilise optilise tassi kasvu, peegeldades silmastruktuuride arengut inimese embrüote puhul. See uskumatu tulemus võib aidata meil paremini mõista silmade diferentseerumise ja arengu protsessi, aga ka silmahaigusi.
"Meie töö tõstab esile aju organoidide märkimisväärset võimet luua primitiivseid sensoorseid struktuure, mis on valgustundlikud ja sisaldavad kehas leiduvate rakutüüpe," ütles neuroteadlane Jay Gopalakrishnan Saksamaa Düsseldorfi ülikoolihaiglast. "Need organoidid võivad aidata uurida aju-silma interaktsioone embrüonaalse arengu ajal, modelleerida võrkkesta kaasasündinud häireid ja luua patsiendile spetsiifilisi võrkkesta rakutüüpe isikupärastatud ravimite testimiseks ja siirdamisraviks."
Aju organoidid ei ole päris ajud, nagu võite ette kujutada. Need on väikesed kolmemõõtmelised struktuurid, mis on kasvatatud indutseeritud pluripotentsetest tüvirakkudest – täiskasvanutelt saadud rakkudest, mis on transformeeritud tüvirakkudeks, millel on potentsiaal kasvada paljudeks eri tüüpi kudedeks.
Sel juhul võivad need tüvirakud kasvada ajukoe tükkideks, millel pole midagi mõtete, emotsioonide või teadvuse sarnast. Selliseid "mini-ajusid" kasutatakse uurimiseesmärkidel, kus reaalse elava aju kasutamine oleks võimatu või vähemalt eetiliselt keeruline – näiteks selleks, et testida reaktsiooni ravimitele või jälgida rakkude arengut teatud ebasoodsates tingimustes. Seekord plaanisid Gopalakrishnan ja tema kolleegid jälgida silmade arengut.
Varasemates uuringutes on teised teadlased kasutanud embrüonaalseid tüvirakke, et kasvatada optilisi kuppe – struktuure, millest saab embrüonaalse arengu käigus peaaegu kogu silm. Teised uuringud on indutseeritud pluripotentsetest tüvirakkudest välja töötanud optilise tassi sarnased struktuurid.
Selle asemel, et neid struktuure otse kasvatada, soovis Gopalakrishnani meeskond näha, kas neid saab kasvatada aju organoidide lahutamatu osana. See võimaldaks meil näha, kuidas need kaks tüüpi kuded võivad koos kasvada, selle asemel, et kasvatada lihtsalt optilisi struktuure eraldi.
Varasemad organoidide arendamise tööd näitasid võrkkesta rakkude olemasolu, kuid neil polnud optilisi struktuure välja kujunenud, mistõttu meeskond muutis oma protokolle. Nad ei püüdnud sundida neuronite diferentseerumise varases staadiumis puhtalt neuronaalsete rakkude arengut ja lisasid söötmele retinoolatsetaati silmade arengu abistamiseks.
Nende hoolikalt hooldatud beebiajud olid juba 30. arengupäevaks moodustanud optilised tassid ja 50. päevaks olid struktuurid selgelt nähtavad. See on kooskõlas silma arengu ajaga inimese embrüos, mis tähendab, et need organoidid võivad olla kasulikud selle protsessi keerukuse uurimisel.
On ka teisi tagajärgi. Optilised tassid sisaldasid erinevat tüüpi võrkkesta rakke, mis olid organiseeritud valgusele reageerivateks närvivõrkudeks ja sisaldasid isegi läätse ja sarvkesta kude. Lõpuks näitasid struktuurid võrkkesta seost ajukoe piirkondadega.
Meeskond kasvas 314 ajuorganoidist, millest 73% arendas välja optilised tassid. Uurijate sõnul loodab meeskond välja töötada strateegiad, et hoida neid struktuure pikema aja jooksul elujõulisena, et teha põhjalikumaid uuringuid, millel on tohutu potentsiaal.
"Võimalik on välja töötada aju organoidid, mis sisaldavad optilisi vesiikuleid, millel on väga spetsiifilised neuronaalsete rakutüübid, avades tee siirdamiseks kohandatud organoidide ja võrkkesta pigmendi epiteeli lehtede loomiseks," kirjutavad nad oma artiklis. "Usume, et [need on] järgmise põlvkonna organoidid, mis aitavad modelleerida varajastest neuroarenguhäiretest tulenevaid retinopaatiaid."
Saate aidata Ukrainal võidelda Vene sissetungijate vastu. Parim viis selleks on annetada raha Ukraina relvajõududele läbi Päästa elu või ametliku lehe kaudu NBU.
Loe ka: