Visi iLive saturs ir medicīniski pārskatīts vai pārbaudīts, lai nodrošinātu pēc iespējas lielāku faktisko precizitāti.
Mums ir stingras iegādes vadlīnijas un tikai saikne ar cienījamiem mediju portāliem, akadēmiskām pētniecības iestādēm un, ja vien iespējams, medicīniski salīdzinošiem pārskatiem. Ņemiet vērā, ka iekavās ([1], [2] uc) esošie numuri ir klikšķi uz šīm studijām.
Ja uzskatāt, ka kāds no mūsu saturiem ir neprecīzs, novecojis vai citādi apšaubāms, lūdzu, atlasiet to un nospiediet Ctrl + Enter.
No cilvēka embrionālajām cilmes šūnām ir izaudzēta tīklene.
Raksta medicīnas eksperts
Pēdējā pārskatīšana: 01.07.2025
Cilvēka cilmes šūnas spontāni veido audus, kas attīstās tīklenē — acs audos, kas ļauj mums redzēt, teikts žurnālā “Cell Stem Cell” publicētā rakstā. Nākotnē šo 3D audu transplantācija varētu palīdzēt pacientiem ar redzes problēmām.
“Šis ir svarīgs pagrieziena punkts reģeneratīvās medicīnas nākamajā posmā,” sacīja pētījuma vadītājs, profesors Jošiki Sasai, medicīnas doktors, Organoģenēzes un neiroģenēzes grupas direktors RIKEN Attīstības bioloģijas centrā Japānā. “Mūsu pieeja paver jaunas perspektīvas par sarežģītu audu, kas iegūti no cilvēka cilmes šūnām, izmantošanu ārstēšanā, kā arī medicīniskajos pētījumos, kas saistīti ar patogenēzi un zāļu izstrādi.”
Attīstības laikā tīklene — gaismjutīgie audi, kas izklāj acs iekšpusi — veidojas no struktūras, kas pazīstama kā redzes kausiņš. Japānas pētnieku jaunajā darbā šī struktūra spontāni izveidojās no cilvēka embrionālajām cilmes šūnām (hESC) — šūnām, kas iegūtas no cilvēka embrijiem un kurām ir potenciāls diferencēties dažādos audos. Tas bija iespējams, pateicoties šūnu kultivēšanas metodēm, ko optimizēja profesors Sasai un viņa komanda.
No HESC atvasinātās šūnas organizējas regulārā trīsdimensiju struktūrā ar diviem redzes kausa slāņiem, no kuriem viens satur lielu skaitu gaismjutīgu šūnu, ko sauc par fotoreceptoriem. Tā kā tīklenes deģenerācija galvenokārt rodas fotoreceptoru bojājumu rezultātā, no hESC atvasinātie audi varētu būt ideāls transplantācijas materiāls.
Japāņu zinātnieku pētījums ne tikai paver tālākas perspektīvas cilmes šūnu izmantošanai reģeneratīvajā medicīnā, bet arī noteikti paātrinās tādas dabaszinātņu jomas kā attīstības bioloģija attīstību. Eksperimentu laikā pētnieki pārliecinājās, ka no cilvēka embrionālajām cilmes šūnām veidotais redzes kausiņš ir daudz biezāks nekā tas, kas audzēts no peļu embrionālajām cilmes šūnām. Turklāt tas satur gan stieņus, gan vālītes, savukārt diferenciācija vālītēs peļu ESC kultūrā tiek novērota reti. Tas nozīmē, ka embrionālās šūnas nes sugai specifiskas instrukcijas šīs acs struktūras izveidei.
"Mūsu pētījums paver ceļu izpratnei par acs attīstības iezīmēm, kas ir raksturīgas tikai cilvēkiem un kuras iepriekš nebija iespējams pētīt," saka profesors Sasai.
Šie nav profesora Sasai grupas pirmie lielie panākumi. Pagājušā gada beigās zinātnieki no peļu embrionālajām cilmes šūnām izaudzēja funkcionējošu hipofīzes priekšējo daļu (adenohipofīzi), kas sastāv no vairākiem dažādiem hormonus producējošu šūnu veidiem. Raksts par šī darba rezultātiem "Funkcionālas adenohipofīzes pašveidošanās trīsdimensiju kultūrā" tika publicēts žurnālā "Nature".
Hipofīze ir neliels endokrīnais dziedzeris smadzeņu pamatnē, kas ražo vairākus svarīgus hormonus. Tā ir īpaši svarīga agrīnās attīstības periodā, un spēja atdarināt tās veidošanos laboratorijā palīdzēs zinātniekiem labāk izprast embrioģenēzi. Hipofīzes anomālijas ir saistītas ar augšanas traucējumiem, piemēram, gigantismu un redzes problēmām, tostarp aklumu.
Šis eksperiments nebūtu iespējams bez 3D šūnu kultūras. Hipofīze ir atsevišķs orgāns, taču tās attīstībai nepieciešami ķīmiskie signāli no smadzeņu apgabala tieši virs tās – hipotalāma. 3D kultūrā zinātnieki spēja vienlaikus audzēt divu veidu audus blakus, kā rezultātā radās cilmes šūnas, kas pēc divām nedēļām pašorganizējās hipofīzē.
Fluorescējošā krāsošana parādīja, ka kultivētās hipofīzes audi ekspresēja atbilstošos biomarķierus un sekretēja hormonus, kas raksturīgi hipofīzes priekšējās daļas dziedzerim. Pētnieki spēra soli tālāk un pārbaudīja sintezēto orgānu funkcionalitāti, transplantējot tos pelēm, kurām nebija hipofīzes. Eksperimenti bija veiksmīgi: bioinženierijas ceļā iegūtās hipofīzes atjaunoja glikokortikoīdu hormonu līmeni dzīvnieku asinīs un novērsa uzvedības simptomus, piemēram, letarģiju. Peļu, kurām implantētas no cilmes šūnām izgatavotas struktūras, kuras netika pakļautas nepieciešamajiem signālfaktoriem un tāpēc nekļuva par funkcionējošu hipofīzi, stāvoklis neuzlabojās.
Profesors Sasai un viņa kolēģi plāno atkārtot eksperimentu ar cilvēka cilmes šūnām, un viņi uzskata, ka šis darbs prasīs vismaz trīs gadus.
[