Zalążek oka zarodka poczęty in vitro z komórek macierzystych

Naukowcom japońskim udało się odtworzyć laboratoryjnie oczy w stadium embrionalnym na podstawie komórek macierzystych. Wyczynu tego udało się dokonać bez konieczności wpływania z zewnątrz, a to pozwala myśleć, że komórki macierzyste posiadają swoje wewnętrzne właściwości tworzenia organów. Mając takie tkanki do dyspozycji, badacze przypuszczają, iż uda im się w przyszłości naprawiać uszkodzone oczy u ludzi.

Medycyna przyszłości bez komórek macierzystych?

Ciężko to sobie wyobrazić, biorąc pod uwagę aktualne postępy, przede wszystkim w dziedzinie regeneracji uszkodzonych tkanek oraz wadliwych organów.

Najświeższe odkrycie donosi, że japońscy naukowcy stworzyli in vitro ludzką wątrobę, miniaturową, ale całkowicie funkcjonalną, na razie jednak tylko u myszy. Kraj Wschodzącego Słońca jest niewątpliwie mistrzem w tej dziedzinie.

Naukowcy japońscy z Riken Center for Developmental Biology (CDB, w Kobe) po raz kolejny udowodnili, że są najlepsi, stając się pierwszą ekipą na świecie, która wytworzyła oko zarodka z komórek macierzystych.

Eksperyment ten został szczegółowo przedstawiony w przeglądzie naukowym Cell Stem Cell.

Naukowcy ci już wcześniej pracowali nad wytworzeniem narządów z embrionalnych komórek macierzystych u myszy, takich jak na przykład kora mózgowa, przysadka albo zalążki oczu. Tym razem, badacze dokonali jeszcze większego postępu, spróbowali bowiem szczęścia w eksperymencie na człowieku, a wyniki okazały się jeszcze bardziej spektakularne niż u gryzoni.

Protokół badań zastosowany dla ludzkich embrionalnych komórek macierzystych jest praktycznie taki sam jak dla komórek u myszy. Trzeba było po prostu przystosować metodę do większego rozmiaru tkanek ludzkich.

W sumie, naukowcy posłużyli się 9 000 komórek.

Artykuł przytacza proces powstawania oka, na początku którego różne szczepy komórkowe tworzą kulę tkanki nabłonkowej, w której zapada się wnętrze, a komórki zaczynają tworzyć zalążek oczu ze ścianą zewnętrzną, która odpowiada nabłonkowi siatkówki.

Ściana wewnętrzna zaś przypomina fotoreceptory, a także całość komórek, które wiążą oko z mózgiem poprzez nerw optyczny (komórki dwubiegunowe, komórki zwojowe).

Średnica tego embrionalnego oka osiąga zaledwie 550 µm, ale i tak jest dwa razy większa niż średnica oka myszy. Inna różnica widoczna jest także w obecności komórek fotoreceptorowych, zwanych stożkami, czyli tych, które pozwalają nam widzieć świat w kolorach.

Jednakże, istnieją również pewne podobieństwa z tym, co zostało zaobserwowane u gryzoni. Na przykład, komórki macierzyste w żadnym momencie nie potrzebują przewodnika, ponieważ od samego początku wiedzą, co mają robić i jaką przybrać formę.

Tym samym badacze japońscy pokazują, że zdolność tkanki do organizowania się w przestrzeni jest wewnętrzną właściwością komórek.

Naprawić uszkodzone oczy

Aktualnie, badacze zastanawiają się nad klinicznym zastosowaniem swojego odkrycia. Pomysł, żeby przywracać wzrok nie jest niczym nowym, niezależnie od tego, czy chodzi o terapię komórkową czy też o implant elektroniczny.

Jedną z wad komórek macierzystych jest, paradoksalnie, ich łatwość dzielenia się. Jeżeli nie uda się opanować tego procesu, mogą one wytworzyć nowotowór.

Yoshiki Sasai, jeden z autorów japońskiego badania, wyjaśnia - Nasze zalążki oczu są czyste i nie zawierają już komórek macierzystych. Możliwe więc będzie wszczepienie tych komórek do organizmu, bez ryzyka wywołania rozwoju guza.

Interesujące jest także to, że nie istnieje ryzyko, iż komórki macierzyste oka zaczną się rozróżniać w sposób odizolowany w zupełnie inną tkankę.

Japoński naukowiec ilustruje - Wyobraźmy sobie, że sadzimy jabłko dopiero co zerwane z jabłoni. Nie musimy się obawiać, że wyrośnie grusza.

Masayo Takahashi, oftalmolog z Riken Center for Developmental Biology próbuje przeszczepić te komórki żywym myszom, aby przekonać się, czy przeszczep może przyjąć się in vivo. Na tę chwilę, doświadczenie nie dało żadnych rezultatów. Pani oftalmolog ma teraz nadzieję, że będzie mogła kontynuować swoje doświadczenia z małpami, już pod koniec tego roku.

Mimo wszystko, nawet prace japońskich naukowców, jak genialne by nie były, zawierają poważny błąd. Inni badacze próbowali odtworzyć doświadczenie z Riken Center for Developmental Biology u myszy, ale bez sukcesu. Może to oznaczać, że badanie to jest po prostu trudne do powtórzenia u zwierzęcia, a więc może być także kłopotliwe u człowieka.

Na razie ciężko odpowiedzieć na to pytanie. Ale jeżeli naprawdę chcemy zastosować kiedyś tę technikę na wielką skalę, trzeba będzie znaleźć sposób na generowanie wystarczających ilości tkanki oka, w czym będzie musiało wziąć udział wiele laboratoriów.