Bizarre de câblage

La rétine se compose d’une mince couche sensible à la lumière, tissu à l’arrière de l’œil. Cette structure complexe est essentielle pour la vision.

circuits cellulaires

dans la rétine, cinq types de neurones — photorécepteurs, cellules bipolaires, cellules ganglionnaires rétiniennes, cellules horizontales et cellules amacrines — sont câblés ensemble pour former l’une des cartes de circuits les plus complexes de la nature., Lorsque la lumière frappe la rétine, elle stimule les photorécepteurs, créant un signal électrique qui est transmis par d’autres neurones de la rétine au nerf optique, puis au cerveau.

Crédit: Alisdair Macdonald

1. Photorécepteurs il existe deux principaux types de cellules sensibles à la lumière dans l’œil: les bâtonnets et les cônes. Les bâtonnets permettent la vision en cas de faible luminosité, tandis que les cônes sont responsables de la vision des couleurs., Les photorécepteurs convertissent la lumière en signaux électriques qui traversent d’autres neurones rétiniens pour atteindre le nerf optique.

2. Cellule bipolaire responsable de la transmission des signaux des photorécepteurs à une cellule ganglionnaire rétinienne.

3. La cellule ganglionnaire rétinienne transmet les signaux des cellules bipolaires et amacrines au cerveau par le biais de longues projections appelées axones qui forment le nerf optique.

4. La cellule horizontale régule le signal qui émerge de plusieurs bâtonnets et cônes.

5. La cellule Amacrine atteint plusieurs cellules bipolaires pour réguler les signaux dirigés vers les cellules ganglionnaires rétiniennes., Jusqu’à présent, environ 30 sous-types ont été identifiés.

6. Épithélium pigmentaire rétinien (EPR) une couche de cellules épithéliales qui se trouve sous les photorécepteurs. Il forme une barrière aux vaisseaux sanguins dans la choroïde et élimine les substances nocives qui sont rejetées par les photorécepteurs en réponse à la lumière.

un échec commun

Les maladies dégénératives de la rétine affectent des centaines de millions de personnes dans le monde. La maladie la plus courante est la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA).,

Crédit: Alisdair Macdonald

1. La DMLA est causée par une accumulation de dépôts graisseux, appelés drusen, entre L’EPR et la choroïde. La cause n’est pas claire, mais on pense que les sous-produits des photorécepteurs y contribuent.

2. Ces dépôts augmentent progressivement en taille et en nombre, conduisant à une vision de plus en plus déformée.

3. Dans la DMLA avancée, L’EPR est perturbée, entraînant la mort des photorécepteurs et la perte de la vision centrale.

4., 10-15% des cas progressent vers une forme appelée amd1 humide, dans laquelle les vaisseaux sanguins pénètrent dans la rétine et fuient un liquide qui provoque une détérioration rapide de la vision.

contrôle des dommages

aucun traitement n’a été approuvé pour la DMLA à un stade précoce, mais les médicaments qui inhibent la formation des vaisseaux sanguins peuvent ralentir la progression de la DMLA humide.,

Fresh eyes

Au cours de la dernière décennie, les améliorations apportées aux techniques de culture ou de différenciation des cellules souches ont accru la possibilité d’utiliser des thérapies à base de cellules souches pour lutter contre les maladies dégénératives de la rétine

Les cellules souches peuvent provenir d’un embryon au stade blastocyste. Alternativement, les cellules adultes comme les fibroblastes peuvent être reprogrammées pour se comporter comme des cellules souches.,

crédit: Alisdair Macdonald

de telles cellules souches ont le potentiel de se diviser indéfiniment et peuvent donner naissance à tout type de cellule nécessaire à la régénération rétinienne.

crédit: Alisdair Macdonald

dans la DMLA avancée, le dysfonctionnement de l’EPR est la principale cause d’une vision défaillante., Des essais cliniques sont en cours pour remplacer l’EPR endommagé par des cellules épithéliales pigmentaires rétiniennes saines issues de cellules souches.

Jusqu’à présent, les chercheurs ont testé deux façons de fournir des cellules épithéliales pigmentaires fraîches à la rétine endommagée.

Crédit: Alisdair Macdonald

Un, Une suspension de l’épithélium pigmentaire rétinien cellules dérivées de cellules souches est injecté dans la déformation de l’espace au-dessus de la choroïde. Les premiers essais chez les personnes ont montré que cette approche était sûre.,

cependant, on ne sait pas si les cellules mises en suspension survivront en nombre suffisant pour que l’EPR se régénère et fonctionne correctement.

B, une feuille épaisse d’une cellule de cellules épithéliales pigmentaires rétiniennes au-dessus d’un mince échafaudage de polyester ou de collagène est implantée chirurgicalement à l’arrière de l’œil.

L’implantation des cellules sous forme de feuille élimine la nécessité pour elles d’adhérer à la membrane de Bruch. Des essais cliniques ont montré que la procédure était sûre, et certains receveurs ont signalé des améliorations de la vision.,

crédit: Alisdair Macdonald

Eyes forward

en plus des efforts pour générer des cellules rétiniennes à partir de cellules souches, les chercheurs progressent rapidement vers croissance de rétines entières. À mesure que ces modèles deviennent plus sophistiqués, reflétant non seulement la gamme des types de cellules, mais aussi leur organisation et leur fonction dans l’œil, ces mini-rétines s’avéreront inestimables pour la modélisation des maladies et les tests de drogue.,

2011 les cellules souches embryonnaires de souris se sont auto-organisées en une structure 3D comprenant des couches de cellules rétiniennes qui ressemblent à celles de la rétine en développement3.

2012 il a été démontré que les cellules souches humaines dérivées d’embryons s’assemblent en mini-rétinas primitives4. Les structures résultantes sont plus grandes et contiennent plus de cônes que celles dérivées de cellules de souris en 2011.

2014 des mini-rétines humaines contenant tous les principaux types de cellules rétiniennes en couches correctement sont créées5. Bien que les photorécepteurs ne soient pas Matures, certains réagissent faiblement à la lumière.,

2016 les maladies héréditaires Leber congénitale amaurosis6 et rétinite pigmentosa7 sont recréées dans des mini-rétines. Les modèles donnent de nouvelles informations sur ces conditions rétiniennes.

2017 en Avril, les chercheurs créent des mini-rétinas relativement mûres8. Les couches cellulaires sont bien organisées et les photorécepteurs sont avancés sur le plan du développement, avec le potentiel de former des synapses fonctionnelles.

en août, le Centre national britannique pour le remplacement, le raffinement et la réduction des animaux dans la recherche attribue NewCells Biotech à Newcastle, Royaume-Uni, £1 million (US$1.,27 millions) pour développer des mini-rétines à utiliser dans le dépistage des drogues.

2018 le National Eye Institute des États-Unis lance un fonds de concours de 1 million de dollars américains pour faire avancer le développement de mini-rétines.

Auto-réparation

La rétine humaine contient une population de dormance des cellules souches. Chez certains animaux, y compris le poisson zèbre, une population similaire de cellules souches est activée en réponse à une blessure et peut régénérer tous les types de cellules rétiniennes pour restaurer la vision., À mesure que les chercheurs comprennent mieux le processus de réparation, les mini-rétines devraient leur permettre d’explorer si l’œil humain pourrait également être amadoué dans le tissu rétinien en croissance.

Crédit: Alisdair Macdonald

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