Вченим вдалося створити точну реплікацію сітківки людини в культурі, за допомогою якої можна визначити конкретний тип клітин, який уражається генетичними захворюваннями очей. Як повідомляється у журналі Cell, цей винахід, будучи результатом шестирічної роботи, пришвидшить прогрес розробки нових методів терапії. Команду дослідників очолював Botond Roska із Institute for Molecular and Clinical Ophthalmology Basel (IOB); у розробці також приймали участь і співробітники Novartis Institutes for BioMedical Research.
“Дослідження стосується фундаментальної незадоволеної потреби, яка полягає у розробці моделі сітківки, яка б дуже нагадувала реальний орган, – каже Cameron Cowan, старший дослідник у IOB Human Retinal Circuit Group та перший автор статті, – Це відкриває можливість розробки методів лікування “в чашках Петрі”, які були б підібрані індивідуально для кожного пацієнта”.
Сітківка – це частина ока, яка отримує та організовує зорову інформацію. Вона містить мільйони світлочутливих клітин і нервів, і має десять різних шарів, які колективно посилають сигнали у мозок для того, щоб людина могла бачити.
Культивовані сітківки, що називаються органоїдами, були отримані із плюрипотентних стовбурових клітин, які підштовхнули до самоорганізації у п’ятишарову структуру. Зрілі органоїди були здатні відчувати світло за допомогою поверхневого шару і подавати імпульси через синапси до клітинних шарів всередині. Що важливо, команда ІОВ розробила метод, який здатен створювати високоорганізовані органоїди сітківки тисячами, забезпечуючи цінним ресурсом дослідників по усьому світу.
Оцінивши органоїди з генетичної точки зору, команда дослідників виявила, що їх транскриптоми стабілізувались у розвитку і містили більшість типів клітин сітківки ближче до 38 тижня, що відповідає середній тривалості вагітності. При проведенні подальшої характеристики, команда ІОВ порівнювала органоїди із сітківками, отриманими від людських донорів. Донорські сітківки досить швидко пошкоджувались через недостатність кровопостачання і кисню, тож команда розробила спосіб як підтримувати їх “свіжими”. За допомогою цього методу сітківки зберігали свою світлочутливість та здорову функціональну організацію до 16 годин.
“Наша публікація є першою, яка демонструє реакцію на світло в посмертних сітківках, – каже директор ІОВ, та співавтор Botond Roska, – Це явне свідчення вдосконалення процедури ізоляції, оскільки в інших випадках, сітківки втрачають цю здатність”.
Порівняння виявило, що клітино-специфічні транскриптоми у органоїдах, що дозрівають, і справжніх сітківках з часом стають дуже схожими. Більше того, за результатами досліджень, генетичні захворювання вражають ті ж самі типи клітин у органоїдах та людських сітківках. На основі цієї знахідки вчені ІОВ зробили значний внесок: вони створили загальнодоступний атлас транскриптом для кожного типу клітин сітківки.
Використовуючи цей ресурс, дослідники тепер мають можливість зіставляти захворювання із клітинами, які вони можуть вирощувати та вивчати в лабораторних умовах. Об’єднані ресурси відкривають безліч терапевтичних можливостей.
“Ви можете вирощувати високоякісні органоїди сітківки, отримані із власних плюрипотентних стовбурових клітин пацієнта, – каже Magdalena Renner, голова IOB Human Organoid Platform, яка також поділяє місце першого автора статті, – А за допомогою атласу транскриптом, ви можете дізнатись де експресується ген захворювання для того, щоб провести прицільну генну терапію, яка виправить цей стан”.
Оригінальна стаття була опублікована на порталі Medical Xpress 21 вересня 2020 року.
