Як виростити штучне око, КріоРус

Японські дослідники відтворили розвиток очі поза живим організмом. Культура ембріональних клітин сама сформувала тривимірну глазоподобние структуру за програмою, якій її забезпечили вчені.

Науковий світ бурхливо обговорює останні новини з Японії, і мова зовсім не про збунтувалися атомі: в Інституті фізико-хімічних досліджень RIKEN виростили штучне око. Якщо відокремити суть роботи від супроводжуючих її захоплених метафор і науково-фантастичних прогнозів, то вийде наступне.

У хребетних очей формується складним і загадковим чином. Спочатку у зародків утворюється так званий очної міхур - виріст на передньому краю зародкового мозку. Потім передня стінка цього міхура починає загинатися всередину, поки не зустрінеться з протилежного стінкою (як якщо б на повітряну кульку натиснули пальцем або долонею і тиснули б до упору - за умови що він не лопне). В результаті виходить бокаловидная структура, яка так і називається - очної келих. Дно цього келиха двуслойной. Зовнішній шар, який знаходиться ближче до мозку, становлять пігментні клітини сітківки: вони забезпечують останньої харчування і підтримку. Внутрішній шар - клітини власне сітківки; шар надзвичайно складний і диференційований, містить різні типи світлочутливих нейронів (відомі як палички і колбочки), супутніх гліальних клітин, гангліонарні клітини, які проводять сигнал безпосередньо в мозок, і так далі.

Що ж зробили японські вчені? Вони помістили ембріональні клітини миші в спеціальний білковий суп, який направив їх розвиток в сторону сітківки. (Нагадаємо, що ембріональні клітини мають чудову властивість: вони можуть перетворюватися в будь-який з більш ніж 200 типів клітин дорослого організму.)

Попередні роботи в цьому напрямі велися, але результати були й справді не настільки вражаючими. До цього біологам вдавалося змусити ембріон жаби сформувати очей в невідповідному для того місці - але в даному випадку дослідники обробляли цільний ембріон, а не культуру клітин. Були також отримані результати по перетворенню людських ембріональних клітин в пігментовані живлять клітини сітківки. Японські вчені зуміли зробити саме очної келих: ембріональні клітини у них росли в особливому білковому гелі, який механічно підтримував утворюється структуру.

Клітини працювали в точності так, як якщо б вони знаходилися не на лабораторному столі, а в зародку. Насамперед вони перетворилися в попередників сітківки і сформували протягом півтора тижнів той самий очної міхур. Потім очної міхур оформився в очної келих. Обидва шару стінок і дна келиха почали стрімко диференціюватися за своїм станом - в пігментні епітеліальні клітини підтримки або в світлочутливі і светопроводящие нейрони. У міру розвитку «очі» дослідникам вдалося простежити за стадіями перетворення міхура в келих. У двох словах: ті клітини, що мали увігнуті, «розслаблювали» свій цитоскелет. Потім клітини, які перебували на згині (вони повинні були розділити зовнішній і внутрішній шар), набували клиноподібну форму, як би вказуючи їх сусідкам, куди належить вгиналася. Нарешті, саме прогинання шару клітин всередину міхура відбувалося внаслідок інтенсивного поділу; через збільшення числа клітин стінці міхура доводилося згинатися - в зазначеному напрямку.

Наостанок вчені вирішили перевірити, чи так уже правильні отримані в цьому штучному зоровому келиху попередники зорових нейронів. Клітини внутрішньої стінки келиха вилучалися і містилися в таке ж білкове желе, де вони могли формувати тривимірні структури. І клітини утворювали шестишарові структури з синапсами, в сукупності характеризують зрілу сітківку!

Ну а з практичної точки зору це величезний крок вперед у створенні «регенеративної медицини». яка дозволить не лікувати зі змінним успіхом хвору тканину (особливо якщо ця тканина хвора генетично), а просто замінити її на здорову, вирощену «в пробірці».

Схожі статті