Teadlased kasvatasid miniajusid, millele tekkisid silmad

Organoid, millele on kasvanud silma sümmeetrilised struktuurid. Foto: Kuvatõmmis/Elke Gabriel

Inimese pluripotentseid tüvirakke (iPSCsid) saab kasutada aju organoidide kasvatamiseks, mis sisaldavad silma struktuuri, mida nimetatakse optiliseks tassiks, kirjutatakse 17. augustil ajakirjas Cell Stem Cell avaldatud uuringus.

Organoidid arendasid ajusarnase moodustise esiosas spontaanselt ja sümmeetriliselt.

Need struktuurid sisaldasid erinevaid võrkkesta rakutüüpe, mis moodustasid elektriliselt aktiivsed neuronivõrgud, mis reageerisid valgusele. Optilise tassi aju organoidid sisaldasid ka läätse ja sarvkesta kude ning neil oli ühendus vastavate ajupiirkondadega.

«Meie töö tõstab esile aju organoidide märkimisväärset võimet genereerida primitiivseid sensoorseid struktuure, mis on valgustundlikud ja sisaldavad rakutüüpe, mis on sarnased kehas leiduvatega,» ütleb uuringu vanemautor Jay Gopalakrishnan Düsseldorfi ülikooli haiglast Medical Xpressis. «Need organoidid võivad aidata uurida aju-silma interaktsioone embrüo arengu ajal, modelleerida kaasasündinud võrkkesta häireid ja luua patsiendipõhiseid võrkkesta rakutüüpe isikupärastatud ravimite testimiseks ja siirdamisteraapiaks.»

Paljusid inimese aju arengu ja haiguste aspekte saab uurida pluripotentsetest tüvirakkudest saadud 3D aju organoidide abil, mis võivad jäljendada kõiki rakutüüpe kehas. Varem kasutasid teadlased optilise tassi genereerimiseks inimese embrüonaalseid tüvirakke, millest tekkis võrkkest – valgustundlik koekiht silma tagaosas. Teine uuring näitas, et optilise tassi sarnaseid struktuure saab genereerida iPSCdest, mis on saadud täiskasvanu rakkudest, mis on geneetiliselt ümber programmeeritud embrüonaalsesse pluripotentsesse olekusse.

Varem keskendus optiliste tasside tootmine pluripotentsetest tüvirakkudest ainult võrkkesta kasvatamisele. Siiani ei olnud optilised tassid ja muud võrkkesta 3D struktuurid funktsionaalselt integreeritud aju organoididesse.

Selle saavutamiseks muutsid Gopalakrishnan ja tema meeskond varem välja töötatud protokolli iPSCde muutmiseks närvikoeks. Inimese aju organoidid moodustasid optilised tassid, mis ilmusid juba 30 päeva pärast ja küpsesid nähtavate struktuuridena 50 päeva jooksul. See ajavahemik on paralleelne inimese embrüo võrkkesta arenguga ja võib muuta teatud tüüpi arengulise neurobioloogia eksperimendid tõhusamaks.