Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Учёные вырастили в пробирке клетки сетчатки глаза, чтобы изучить цветное зрение людей

Биологи из Университета Джонса Хопкинса вырастили в чашке Петри ткань сетчатки глаза человека. Учёные хотели понять, как устроены клетки, позволяющие людям видеть окружающий мир в цвете.

Учёные вырастили в пробирке клетки сетчатки глаза, чтобы изучить цветное зрение людей

По мнению авторов работы, исследование может заложить основу для разработок новых способов лечения глазных заболеваний, таких как дальтонизм и дегенерация жёлтого пятна.



Специалисты лаборатории биолога Роберта Джонстона (Robert Johnston), автора недавнего исследования, изучают, как определяется судьба клетки в ходе развития организма. В частности, их интересуют процессы, происходящие в утробе матери, которые позволяют развивающейся стволовой клетке превращаться в клетку с определённой функцией.

На этот раз учёные сосредоточились на развитии клеток, позволяющих людям видеть синий, красный и зелёный цвета (напомним, что это три вида колбочек, фоторецепторов человеческих глаз).

Не секрет, что зачастую исследователи изучают зрение модельных организмов — мышей и рыб. При этом ни один из исследуемых видов не имеет такого же цветового зрения, как у человека, что затрудняет проведение многих работ. По этой причине биологи из США решили создать ткани человеческого глаза из стволовых клеток. С их помощью можно было бы изучить механизмы, лежащие в основе способности глаз видеть различные цвета.

"Трихроматическое (трёхрецепторное) цветовое зрение отличает нас [людей] от большинства других млекопитающих, — говорит ведущий автор работы Кьяра Элдред (Kiara Eldred). — В нашем исследовании мы попытались выяснить, какие [генетические] пути эти клетки используют, чтобы дать нам особое цветовое зрение".

Учёные вырастили сетчатку из стволовых клеток человека. В процессе работы учёные обнаружили, что сначала "встали на ноги" клетки, позволяющие обнаруживать синий цвет, а следом за ними – клетки, помогающие распознавать красный и зелёный цвета.

Поясним, что три вида колбочек отличаются по чувствительности к свету с различными длинами волн: колбочки S-типа чувствительны в фиолетово-синей области, M-типа — в зелёно-жёлтой и L-типа — в жёлто-красной части спектра.

Как рапортуют учёные, стволовые клетки начали превращаться в "синие" колбочки S-типа между 11 и 34 неделями эксперимента (всего на выращивание колбочек ушло прошло примерно 36 недель).

Как оказалось, ключом к молекулярному переключению клеток стали гормоны щитовидной железы, особенно трийодтиронин.

Важно отметить, что щитовидная железа, которой, конечно, не было в чашке Петри, не могла контролировать уровень этого гормона в ходе данного исследования. Этим процессом занималась сама ткань глаза. Добавление трийодтиронина в питательную среду с клетками при определённых условиях запускало процесс специализации клеток.

Биологи выяснили, как гормон щитовидной железы управляет превращением клеток в определённые рецепторы. Например, избыток или отсутствие трийодтиронина влияло на развитие в M- и L-клеток.

Эти знания помогли учёным создать сетчатку, которая, будь она частью полноценного глаза человека, позволяла бы ему видеть лишь синий цвет или только зелёный и красный.

Исследователи особо отмечают важность открытия роли гормона в процессе создания определённых колбочек. Оно позволяет по-новому взглянуть на то, почему у недоношенных младенцев, имеющих пониженный уровень этого гормона, часто возникают проблемы со зрением.

"Если мы сможем ответить на вопрос, что именно приводит клетку к её конечной судьбе, мы станем ближе к восстановлению цветового зрения людей, фоторецепторы которых повреждены", — добавляет Элдред.



В будущем учёные хотят использовать полученные органоиды (так называют органы, выращенные в искусственных условиях), чтобы ещё больше узнать о цветовом зрении и природных механизмах, участвующих в создании других областей сетчатки, – жёлтого пятна, например.

Поскольку дегенерация жёлтого пятна является одной из ведущих причин слепоты у людей, понимание того, как вырастить новое жёлтое пятно, может привести к созданию способов лечения этого распространённого недуга.

"Всё, что мы исследуем [в органоиде сетчатки] выглядит как нормальный развивающийся глаз, просто выращенный в чашке Петри. У вас есть модельная система, которой вы можете манипулировать, не изучая людей напрямую", — отмечает Джонстон.

Результаты исследования представлены в научном издании Science.

Добавим, что учёные не впервые выращивают в лаборатории различные ткани человека, дабы получше изучить их развитие и найти способы лечения опасных заболеваний. Так, исследователи уже вырастили человеческие яйцеклетки, влагалище, сокращающиеся мышцы и ткань кишечника.

Автор: Евгения Ефимова





Ссылка на источник

Tags: биотехнология, зрение, исследования, стволовые клетки, физиология
Subscribe

Posts from This Journal “биотехнология” Tag

Buy for 20 tokens
На днях наш корреспондент посетила лекцию Георгия Носова (Georgii Nosov), нейробиолога из Университета Мюнстера, который рассказывал о поучительных историях из жизни нейронов и людей, их изучающих. «Главными героями» лекции стали эксперименты, которые сыграли ключевую роль в…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments