Lab-Grown İnsan Retinaları, Renkli Görme Anahtarlarını Gösteriyor

Johns Hopkins Üniversitesi'ndeki bir laboratuarda, insan gözünün küçük parçaları bir tabakta büyüyor. Büyüyen göz küreleri başlı başına teknik bir mucize olsa da, bu yaratmanın birleşik bir amacı var. Dergide yayınlanan yeni bir çalışmada Bilim Bilim adamları bu rengini neden görebildiğimizi anlamak ve göremeyen insanlara nasıl yardım edebileceğini öğrenmek için bu organoitleri üretti.

İnsan gözü düştüğünde, muhtemelen tam, soğanlı biçimini düşünürler - lens, bir iris; vitröz gövde. Bu retinal organoidler öyle değil. Teknik olarak, insan kök hücrelerinden yetiştirilen retinalar - gözün arkasını örten beyaz dokudaki küreler.

Perşembe günü yayınlanan çalışmada, Johns Hopkins Üniversitesi yüksek lisans öğrencisi Kiara Eldred ve ekibi bu retinaların neden bu kadar önemli olduğunu ortaya koyuyor. İnsanlarda kırmızı, yeşil veya mavi ışığı algılayan üç tür renk algılayıcı hücre, koni biçimli fotoreseptörler bulunur. Ancak, bunun nedeninin arkasındaki mekanizmalar tam olarak anlaşılmamıştır. Burada ekip önce mavi hücrelerin, sonra kırmızı ve yeşil hücrelerin geliştiğini keşfetti. Bu hücre oluşumlarının zamanlamasını öğrenmek yeni bir bulgu oldu - ve biz ve diğer primatların trikromatik renk görme denilen bir şeyi olduğunu düşünüyoruz.

Organoid-yaratıcısı Eldred, “Bir bilim insanı olarak, yaptığınız şeye tutku duymanız ve organizmanızla bağlantı kurmanız gerektiğini düşünüyorum” diyor. Ters. “Organoitlere başlangıçta her gün, daha sonra her gün yaşlandıkça baktım. Laboratuarda, ortak yazarlarım ve ben onları bebeklerimiz olarak nitelendiriyoruz çünkü her zaman onlara bakmak zorundayız. ”

Eldred, “Çoğu memeli yalnızca iki renk spektrumunda görebilir - sadece mavi ve yeşili görürler” diye açıklıyor Eldred. “Mavi, yeşil ve kırmızıyı görebiliyoruz. Renk vizyonu sayesinde çevremizdeki dünya hakkında birçok zengin bilgi edinebiliyoruz. ”

Şempanzeler ve insanlar gibi primatların kırmızı görebileceği tahmin edilmektedir, çünkü yetenek erken homininlerin yaprak yeşil zeminleri arasında olgunlaşan meyve bulmalarını sağlamıştır. Bu arada, köpekler ve kediler gibi diğer memeliler daha az ve daha zayıf renkler görür.

Bir şeyin mavi, kırmızı ve yeşil hücre büyümesinin zamanlamasına yol açtığını anlamak da bir gizem yarattı: Bu üç tip koni hücresinin oluşumuna hangi mekanizma neden oldu? Bunu anlamak için, kök hücrelerin retina dokusu haline getirilmesinden sonra - bazen bilim adamlarının beyin dokusu ve aynı zamanda retina dokusu oluşturmasıyla sonuçlanan bir süreç, çünkü sonuçta fotoreseptörler teknik olarak nöronlar - araştırmacılar bir dizi test etmeye başladılar. Hücre büyümesi ve farklılaşmasında rol oynayan tiroid hormonunun fonksiyonunda rol oynayan genler.

Fareler, balıklar ve tavuk görme ile ilgili önceki çalışmalar, tiroid hormon işlevi düşük olduğunda mavi hücrelerin ortaya çıktığını ve yüksek, kırmızı ve yeşil hücrelerin ortaya çıktığını göstermiştir. Bu doğru çıktı: Araştırmacılar CRISPR kullanarak, tiroid hormonu reseptörünü nakavt ettiler ve sadece mavi hücreli retina organoitlerini yarattılar. Hormonu tekrar içeri soktuklarında, sadece kırmızı ve yeşil hücreli organoitler oluşturdular.

Bu, tiroid bezinin hiç karışmamasına rağmen oluyordu - çanaktaki tek madde retina organoitleriydi. Organoid gelişim bir yıl boyunca hangi genlerin açılıp kapandığını inceledikten sonra, hipotezlerinin doğru olduğunu keşfettiler: Tiroid hormonunu bozan genler mavi hücreleri yapmak için erken yaştaydı ve tiroid hormonunu aktive eden genler kırmızı oluşturmak için daha sonra açıktılar. ve yeşil hücreler.

Temel olarak bilim adamları organoitlerin farklı şekillerde renk körü olmalarına neden oluyordu. Bu, bu araştırmanın, renk körü olan veya görme kaybına neden olan bir göz hastalığı olan maküler dejenerasyondan muzdarip insanlara yardımcı olmak için terapötik tedaviler geliştirmede faydalı olabileceğini göstermektedir. Günümüzde, bilim adamlarının maküler dejenerasyona yardımcı olmak için yaptıkları kök hücrelerin bir çeşit dejenerasyona sahip retinalara enjekte edilmesidir. Bununla birlikte, bu sürecin etkinliği tahmin edilemez olmuştur. Şimdi amaç, koni hücrelerinin farklılaşma yolunu yönlendirerek, bilim adamlarının hücreleri terapötik olarak nasıl kullanabileceklerini öğrenebilmeleri.

Eldred, “Araştırmamızda, diğer araştırmacılara özel olarak koni hücrelerinin nasıl oluşturulacağı hakkında bilgi sağlayabileceğimizi umuyoruz” diyor. “Gelecekteki deneylerde belki bu hücreleri alabilir, enjekte edebiliriz ve çoğu rejeneratif tedavi sağlayabilen fotoreseptörler haline gelecektir. Organoidlerin doğru yolda gittiğini her gördüğümde, heyecan verici ve büyüleyici. ”