dziwne okablowanie
siatkówka składa się z cienkiej warstwy światłoczułej tkanki z tyłu oka. Ta skomplikowana struktura jest niezbędna do widzenia.
obwody komórkowe
w siatkówce pięć rodzajów neuronów — fotoreceptory, komórki dwubiegunowe, komórki zwojowe siatkówki, komórki poziome i komórki amakrynowe — są połączone ze sobą, tworząc jeden z najbardziej złożonych obwodów w przyrodzie., Kiedy światło uderza w siatkówkę, stymuluje fotoreceptory, tworząc sygnał elektryczny, który jest przenoszony przez inne neurony siatkówki do nerwu wzrokowego, a następnie do mózgu.
Credit: Alisdair Macdonald
1. Fotoreceptory istnieją dwa główne rodzaje komórek światłoczułych w oku: pręciki i stożki. Pręty umożliwiają widzenie w słabym świetle, natomiast stożki odpowiadają za widzenie barwne., Fotoreceptory przekształcają światło w sygnały elektryczne, które przemieszczają się przez inne neurony siatkówki, aby dotrzeć do nerwu wzrokowego.
2. Komórka bipolarna odpowiedzialna za przesyłanie sygnałów z fotoreceptorów do komórki zwojowej siatkówki.
3. Komórki zwojowe siatkówki przekazują sygnały z komórek dwubiegunowych i amakrynowych do mózgu poprzez długie projekcje zwane aksonami, które tworzą nerw wzrokowy.
4. Pozioma komórka reguluje sygnał, który wyłania się z kilku prętów i stożków.
5. Komórka amakrynowa dociera do kilku komórek dwubiegunowych w celu regulacji sygnałów skierowanych na komórki zwojowe siatkówki., Do tej pory zidentyfikowano około 30 podtypów.
6. Nabłonek pigmentowy siatkówki (RPE) warstwa komórek nabłonkowych, która leży pod fotoreceptorami. Tworzy barierę dla naczyń krwionośnych w naczyniówce naczyniowej i zmywa szkodliwe substancje, które są przerzucane przez fotoreceptory w odpowiedzi na światło.
częsta niewydolność
Choroby zwyrodnieniowe siatkówki dotykają setki milionów ludzi na całym świecie. Najczęstszym takim stanem jest związane z wiekiem zwyrodnienie plamki żółtej (AMD).,
Credit: Alisdair Macdonald
1. AMD jest spowodowany gromadzeniem się złogów tłuszczowych, znanych jako drusen, między RPE a naczyniówką. Przyczyna jest niejasna, ale uważa się, że produkty uboczne z fotoreceptorów przyczyniają się.
2. Osady te stopniowo rosną w rozmiarze i liczbie, prowadząc do coraz bardziej zniekształconego widzenia.
3. W zaawansowanym AMD RPE jest zakłócony, powodując śmierć fotoreceptorów i utratę widzenia centralnego.
4., 10-15% przypadków postępuje do postaci znanej jako mokry AMD1, w którym naczynia krwionośne przenikają do siatkówki i wycieku płynu, który powoduje pogorszenie wzroku szybko.
kontrola uszkodzeń
nie zatwierdzono żadnych metod leczenia AMD we wczesnym stadium, ale leki hamujące tworzenie naczyń krwionośnych mogą spowolnić postęp mokrego AMD.,
Fresh eyes
w ostatniej dekadzie udoskonalenia technik hodowli lub różnicowania komórek macierzystych zwiększyły możliwość stosowania terapii komórek macierzystych do zwalczania chorób zwyrodnieniowych siatkówki, takich jak AMD.
komórki macierzyste mogą być pozyskiwane z zarodka w stadium blastocysty. Alternatywnie, dorosłe komórki, takie jak fibroblasty mogą być przeprogramowane zachowywać się jak komórki macierzyste.,
kredyt: Alisdair Macdonald
takie komórki macierzyste mogą dzielić się w nieskończoność i mogą powodować powstanie dowolnego typu komórek, które są wymagane do regeneracji siatkówki.
kredyt: Alisdair Macdonald
w zaawansowanych AMD, dysfunkcja RPE jest główną przyczyną wad wzroku., Obecnie trwają badania kliniczne mające na celu zastąpienie uszkodzonego RPE zdrowymi komórkami nabłonka pigmentowego siatkówki wyhodowanymi z komórek macierzystych.
do tej pory naukowcy przetestowali dwa sposoby dostarczania świeżych komórek nabłonka pigmentowego do uszkodzonej siatkówki.
kredyt: Alisdair Macdonald
zawiesina komórek nabłonka pigmentowego siatkówki pochodzących z komórek macierzystych jest wstrzykiwana do zniekształconej przestrzeni nad naczyniówką. Wstępne badania u ludzi wykazały, że takie podejście jest bezpieczne.,
nie jest jednak jasne, czy komórki dostarczane w zawiesinie przetrwają w wystarczającej ilości, aby RPE mógł się zregenerować i prawidłowo funkcjonować.
b, jednokomórkowy arkusz komórek nabłonka pigmentowego siatkówki na cienkim rusztowaniu poliestrowym lub kolagenowym jest chirurgicznie wszczepiany z tyłu oka.
wszczepienie komórek jako arkusza eliminuje potrzebę ich przylegania do błony Brucha. Badania kliniczne wykazały, że procedura jest Bezpieczna, a niektórzy odbiorcy zgłaszali poprawę widzenia.,
kredyt: Alisdair Macdonald
Oczy do przodu
jak również wysiłki w celu generowania komórek siatkówki z komórek macierzystych, naukowcy robią szybkie postępy w kierunku rosnących całych siatkówki. Ponieważ takie modele stają się bardziej wyrafinowane, odzwierciedlając nie tylko zakres typów komórek, ale także ich organizację i funkcję w oku, te mini-siatkówki okażą się nieocenione dla modelowania chorób i testowania leków.,
2011 wykazano, że embrionalne komórki macierzyste myszy samoorganizują się w strukturę 3D składającą się z warstw komórek siatkówki, które wyglądają podobnie do komórek rozwijających się retina3.
2012 pokazano, że ludzkie komórki macierzyste pochodzące z embrionów gromadzą się w prymitywne mini-retinas4. Powstałe struktury są większe i zawierają więcej stożków niż te pochodzące z komórek myszy w 2011 roku.
2014 zostały utworzone Ludzkie mini-siatkówki zawierające wszystkie główne typy komórek siatkówki prawidłowo ułożone5. Chociaż fotoreceptory nie są Dojrzałe, niektóre reagują słabo na światło.,
2016 W Mini-Siatkówce odtworzono choroby dziedziczne Lebera wrodzonego amaurozy6 i retinitis pigmentosa7. Modele dają świeży wgląd w te choroby siatkówki.
2017 w kwietniu naukowcy tworzą stosunkowo Dojrzałe mini-retinas8. Warstwy komórkowe są dobrze zorganizowane, a fotoreceptory są rozwijalnie zaawansowane, z potencjałem do tworzenia funkcjonalnych synaps.
w sierpniu Brytyjskie Narodowe Centrum ds. wymiany i redukcji zwierząt w badaniach przyznało Newcels Biotech w Newcastle w Wielkiej Brytanii 1 mln funtów (us$1.,27 mln) w celu opracowania mini-siatkówki do wykorzystania w badaniach przesiewowych leków.
2018 Narodowy Instytut oka w USA uruchamia fundusz konkursowy o wartości 1 mln USD, aby przyspieszyć rozwój mini-siatkówki.
samonaprawiająca się
ludzka siatkówka zawiera populację uśpionych komórek macierzystych. U niektórych zwierząt, w tym danio pręgowanego, podobna populacja komórek macierzystych jest aktywowana w odpowiedzi na obrażenia i może regenerować wszystkie typy komórek siatkówki w celu przywrócenia wzroku., Ponieważ zrozumienie procesu naprawy przez naukowców poprawia się, mini-siatkówki powinny umożliwić im zbadanie, czy ludzkie oko może być również nakłonione do odrastającej tkanki siatkówki.
Credit: Alisdair Macdonald