Клетки сетчатки, выращенные в лаборатории, создают успешные связи, открывая дверь для клинических испытаний по лечению слепоты.

Newswise — Клетки сетчатки, выращенные из стволовых клеток, могут общаться и общаться с соседями, согласно новому исследованию, дополняющему рукопожатие, которое может показать, что клетки готовы к экспериментам на людях с дегенеративными заболеваниями глаз.

Более десяти лет назад исследователи из Университета Висконсин-Мэдисон разработали способ выращивания организованных групп клеток, называемых органеллами, подобных сетчатке, светочувствительной ткани в задней части глаза. Они заставили клетки кожи человека, перепрограммированные действовать как стволовые клетки, развиться в слои нескольких типов светочувствительных клеток сетчатки и в конечном итоге передать то, что мы видим, в мозг.

«Мы хотели использовать клетки из этих органелл в качестве запасных частей для тех же типов клеток, которые теряются в ходе заболеваний сетчатки», — говорит он. Дэвид Джем, профессор офтальмологии в Университете Висконсин-Мэдисон и директор Глазного научно-исследовательского института Макферсона, чья лаборатория разработала органоиды. «Но после выращивания в лабораторной чашке в течение нескольких месяцев в виде компактных кластеров оставался вопрос: будут ли клетки вести себя надлежащим образом после того, как мы их дифференцировали? Потому что это ключ к попаданию их в глаз пациента».

В 2022 году сотрудники Gamm и UW-Madison опубликовали исследования, показывающие, что культивированные блюда Клетки сетчатки, называемые фоторецепторами, реагируют так же, как клетки здоровой сетчатки. на разные длины волн и интенсивности света, и однажды отделившись от соседних клеток по своему составу, Они могут добраться до новых соседей С отчетливыми биологическими тяжами, называемыми аксонами.

говорит Гам, чьи новые открытия касаются успешных связей между клетками. Она была опубликована сегодня в Proceedings of the National Academy of Sciences..

Клетки сетчатки и мозга общаются через синапсы, которые представляют собой небольшие щели на концах шнуров. Чтобы убедиться, что клетки сетчатки, выращенные в лаборатории, способны заменить больные клетки и нести сенсорную информацию так же, как и здоровые клетки, исследователям нужно было продемонстрировать их способность создавать синапсы.

Синью Чжао, профессор неврологии Университета Мэдисона и соавтор нового исследования, работал с лабораторными клетками Гэма, чтобы помочь изучить их способность образовывать синаптические связи. Они сделали это, используя модифицированный вирус бешенства для идентификации пар клеток, которые могли бы формировать способ общения друг с другом.

Исследовательская группа, включающая аспирантов и соавторов исследования Эллисон Людвиг и Стивена Мейерле, разделила органеллы сетчатки на отдельные клетки, дала им неделю на расширение их аксонов и создание новых связей, подвергла их воздействию вируса, а затем взяла с собой подсмотреть. То, что они увидели, было множеством флуоресцентно помеченных клеток сетчатки, что указывало на то, что инфекция бешенства поразила одну из них через синапсы, которые успешно сформировались между соседними клетками.

— говорит Джем, который запатентовал органические вещества и стал соучредителем компании Opsis Therapeutics в Мэдисоне, которая работает над адаптацией технологий для лечения заболеваний глаз у человека на основе открытий UW-Madison. «Все это в конечном итоге приводит к клиническим испытаниям на людях, что является очевидным следующим шагом».

Подтвердив наличие синапсов, исследователи проанализировали задействованные клетки и обнаружили, что наиболее распространенными типами клеток сетчатки, образующих синапсы, были фоторецепторы — палочки и колбочки, которые теряются при таких заболеваниях, как пигментный ретинит и возрастная дегенерация желтого пятна. . Как при некоторых травмах глаз. Второй наиболее распространенный тип клеток, ганглиозные клетки сетчатки, дегенерирует при заболеваниях зрительного нерва, таких как глаукома.

«Это стало для нас важным открытием, — говорит Джем. «Это действительно показывает потенциальное широкое влияние, которое могут оказать эти органеллы сетчатки».

Это исследование было поддержано федеральными грантами от Национальных институтов здравоохранения (U01EY027266, U24EY029890, MH116582, U54HD090256, P50HD105353 и F30EY031230), Министерства обороны (W81XWH-20-1-0655), кафедры офтальмологических исследований Сандры Лемке и RRF Эмметт А. Модест Уважаемые директора McPherson ERI.