Из стволовых клеток впервые выращена сетчатка глаза

Японские биологи в лабораторных условиях вырастили из колонии стволовых клеток мыши зачаток сетчатки или, если точнее, оптический бокал. Такой результат позволяет мечтать о возможном выращивании из стволовых клеток полноценных глазных яблок.

Оптический бокал, «подсвеченный» зелёным флуоресцирующим белком (фото M. Eiraku, Y.Sasai/RIKEN Center for Developmental Biology).

Учёные давно научились включать/выключать и даже вставлять нужные гены, трансформировать эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) в клетки сетчатки, пересаживать их грызунам для восстановления зрения. Но, чтобы вырастить полноценный глаз, необходимо было сформировать из клеток объёмную структуру. А с этим были проблемы.

Группа Ёсики Сасаи (Yoshiki Sasai) из Центра биологии развития в Кобе при помощи смеси белков Matrigel сумела заставить культуру, состоящую примерно из трёх тысяч ЭСК, сформировать так называемый оптический бокал (optic cup), структуру, внешне похожую на маленькую чашу. (По мере роста эмбриона оптический бокал становится задней частью глаза животного.)

В видеоролике на этой странице видно, как светящиеся зелёным клетки формируют полусферы и образуют два различных слоя: внутренний (где позднее расположатся фоторецепторы) и внешний (питающий и поддерживающий будущую сетчатку). В результате в лабораторном сосуде «вырастают» зрительные пузыри (optic vesicles).

Выходит, что форма будущего органа изначально заложена в генетических данных ЭСК: клетки сами определяют своё дальнейшее развитие. Это, в свою очередь, позволяет надеяться, что со временем биологи научатся выращивать in vitro сетчатку в достаточном количестве для терапевтических целей.

При помощи двухфотонного лазерного микроскопа учёные смогли изучить все четыре фазы изменения формы и появление оптического бокала. Этот процесс занимал несколько дней (иллюстрация M. Eiraku, Y.Sasai/RIKEN Center for Developmental Biology).

Если японцам или их коллегам из других стран удастся повторить опыт с ЭСК человека, то люди с врождёнными повреждениями сетчатки, а также те, чьё зрение ухудшается из-за возрастных изменений, получат надежду на восстановление зрения. И, конечно же, на полученных тканях можно будет испытывать действие новых лекарств.

Nature называет полученные образцы «самой сложной тканью, когда-либо выращенной из стволовых клеток», а статью о достижении японских учёных выносит на обложку последнего номера.