Rare ledninger
netthinnen består av et tynt lag av lys-sensitive vev på baksiden av øyet. Dette intrikat struktur er viktig for synet.
Celle krets
I netthinnen, fem typer av nevron — fotoreseptorer, bipolare celler, retinal ganglion celler, horisontal celler og amacrine celler — er koblet sammen for å danne en av naturens mest komplekse kretskort., Når lys treffer netthinnen, det stimulerer fotoreseptorer, og skaper et elektrisk signal som er formidlet gjennom andre nerveceller i netthinnen til synsnerven, og deretter videre til hjernen.
Credit: Alisdair Macdonald
1. Fotoreseptorer Det er to hovedtyper av lys-sensitive celle i øyet: stenger og kjegler. Stenger aktivere visjon i dårlig lys, mens kjeglene er ansvarlig for fargesyn., Fotoreseptorer konverterer lys til elektriske signaler som reiser gjennom andre retinal neurons å nå synsnerven.
2. Bipolar celle Ansvarlig for overføring av signaler fra fotoreseptorer til en retinal ganglion celle.
3. Retinal ganglion celle Videresender signaler fra bipolar og amacrine celler til hjernen gjennom lang anslag kalt axons som danner synsnerven.
4. Horisontal celle Regulerer signalet som kommer fra flere stenger og kjegler.
5. Amacrine celle Kommer over flere bipolare celler til å regulere signaler rettet mot retinal ganglion celler., Så langt er rundt 30 undertyper har blitt identifisert.
6. Retinal pigment epitel (RPE) ET lag av epitelceller som ligger under fotoreseptorer. Den danner en barriere for å blodkar i årehinnen og mopper opp skadelige stoffer som er utøst av fotoreseptorer i respons på lys.
En felles sviktende
Degenerative sykdommer i retina påvirke hundrevis av millioner av mennesker over hele verden. De vanligste slike forhold er aldersrelatert makuladegenerasjon (AMD).,
Credit: Alisdair Macdonald
1. AMD er forårsaket av en oppbygging av fettavleiringer, kjent som drusen, mellom RPE og årehinnen. Årsaken er uklar, men biprodukter fra fotoreseptorer er tenkt å bidra til.
2. Disse forekomstene gradvis vokser i størrelse og antall, som fører til stadig mer forvrengt syn.
3. I avansert AMD, RPE er forstyrret, noe som resulterer i død av fotoreseptorer og tap av sentral visjon.
4., 10-15% av tilfellene utvikle seg til en form som er kjent som våt AMD1, der blodkar trenge gjennom retina og lekke væske som gjør at synet svekkes raskt.
Skadene
Ingen behandlinger har blitt godkjent for tidlig stadium i AMD, men legemidler som hemmer blod-fartøy dannelse kan bremse utviklingen av våt AMD.,
Friske øyne
I det siste tiåret, forbedringer for å teknikker for dyrking eller differensiering av stamceller har økt muligheten for å bruke stamceller terapi for å takle retinal-degenerative sykdommer som for eksempel AMD.
Stamceller kan være hentet fra en blastocyst-stadiet embryo. Alternativt, voksne celler som fibroblaster kan omprogrammeres til å oppføre seg som stamceller.,
Credit: Alisdair Macdonald
Slike stamceller har potensial til å dele på ubestemt tid, og kan gi opphav til en hvilken som helst celle-type som er nødvendig for retinal regenerering.
Credit: Alisdair Macdonald
I avansert AMD, dysfunksjon av RPE er den viktigste årsaken til sviktende syn., Kliniske studier er nå under måte å erstatte skadet RPE med sunn retinal pigment epitelceller vokst fra stamceller.
Så langt, forskere har testet to måter å levere fersk pigment epiteliale celler skadet netthinnen.
Credit: Alisdair Macdonald
En, En suspensjon av retinal pigment epiteliale celler avledet fra stamceller er injisert inn i det forvrengte plass over årehinnen. Innledende studier på mennesker har vist at denne metoden for å være sikker.,
det er Imidlertid uklart om celler levert i suspensjon vil overleve i store nok tall for RPE til å regenerere og fungere på riktig måte.
B-celle-tykke ark av retinal pigment epitelceller på toppen av en tynn polyester eller kollagen stillaset er kirurgisk implantert på baksiden av øyet.
Implantere cellene som et ark fjerner behovet for dem å forholde seg til Bruch er membranen. Kliniske studier har vist prosedyren for å være trygge, og noen mottakere har rapportert forbedringer i synet.,
Credit: Alisdair Macdonald
Øyne fremover
, Så vel som forsøk på å generere retinal celler fra stamceller, forskere gjør rask fremgang mot økende hele retinas. Som slike modeller blir mer sofistikert, og gjenspeiler ikke bare rekke celletyper, men også deres organisasjon og funksjon i øyet, disse mini-retinas vil vise seg å være uvurderlig for sykdom modellering og testing av medikamenter.,
2011 Musen embryonale stamceller er vist til selv å organisere inn i en 3D-struktur som består av lag av retinal celler som ligner på de av å utvikle retina3.
2012 Menneskelige stamceller hentet fra embryo som er vist å montere i primitive mini-retinas4. Den resulterende strukturer er større og inneholde flere kjegler enn de som er avledet fra mus celler i 2011.
2014 Menneskelige mini-retinas inneholder alle de viktigste retinal celletyper i lag på riktig måte er created5. Selv om det fotoreseptorer er ikke moden, noen reagerer svakt lys.,
2016 arvelige sykdommer Leber medfødt amaurosis6 og retinitis pigmentosa7 er gjenskapt i mini-retinas. Modellene gir ny innsikt i disse retinal forhold.
2017 I April, forskere opprette relativt modne mini-retinas8. Celle-lag som er godt organisert og fotoreseptorer er utviklingshemmede avanserte, med potensial til å danne funksjonelle synapser.
I August, det BRITISKE National Centre for Utskifting av Raffinement og Reduksjon av Dyr i Forskning awards NewCells Biotech i Newcastle, UK, £1 millioner kroner (US$1.,27 millioner kroner) for å utvikle mini-retinas for bruk i narkotika screening.
2018 US National Eye Institute lanserer US$1 million i konkurransen fond for å fremme utviklingen av mini-retinas.
Selv-reparasjon
Den menneskelige netthinnen inneholder en befolkning på sovende stamceller. I noen dyr, inkludert zebrafisk, en lignende befolkning på stamceller er aktivert i respons til skade og kan regenerere alle retinal celletyper å gjenopprette visjonen., Som forskere’ forståelse av reparasjonsprosessen forbedrer, mini-retinas skal gjøre dem i stand til å utforske om det menneskelige øyet kan også være fikk inn regrowing retinal vev.
Credit: Alisdair Macdonald