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».