Delle cellule staminali embrionali umane, la retina viene coltivata

Le cellule staminali umane formano spontaneamente un tessuto che si sviluppa nella retina - quel tessuto dell'occhio che ci permette di vedere. Questo è riportato in un articolo pubblicato sulla rivista Cell Stem Cell. In futuro, il trapianto di un tale tessuto tridimensionale può aiutare i pazienti con disabilità visive.

"Si tratta di una tappa importante nella nuova fase di sviluppo della medicina rigenerativa", - ha commentato i risultati delle indagini del suo direttore capo di gruppi di organogenesi e neurogenesi professor Yoshiki Sasai (Yoshiki Sasai), MD, PhD, del Centro di Biologia dello Sviluppo, RIKEN Research Institute (RIKEN Center for Developmental Biology ), Giappone. "Il nostro approccio apre nuove prospettive nell'utilizzo di tessuti complessi derivati da cellule staminali umane per il trattamento, nonché per la ricerca medica correlata alla patogenesi e allo sviluppo di farmaci".

Nel processo di sviluppo, la retina è un tessuto fotosensibile che riveste la superficie interna dell'occhio - è formata da una struttura conosciuta come il vetro visivo o oculare. Nel nuovo lavoro dei ricercatori giapponesi, questa struttura si è formata spontaneamente da cellule staminali embrionali umane (hESC) - cellule derivate da embrioni umani che hanno il potenziale per differenziarsi in diversi tessuti. Ciò è stato reso possibile dai metodi di coltivazione cellulare, ottimizzati dal professor Sasai e dal suo gruppo.

Le cellule derivate da hESC sono organizzate nella struttura tridimensionale corretta con due strati dell'oculare, uno dei quali contiene un gran numero di cellule fotosensibili - i fotorecettori. Poiché la degenerazione della retina è principalmente il risultato di un danno ai fotorecettori, il tessuto di hESC ottenuto da essi può diventare un materiale ideale per il trapianto.

Lo studio degli scienziati giapponesi non solo apre ulteriori prospettive per l'uso delle cellule staminali nella medicina rigenerativa, ma, indubbiamente, accelererà lo sviluppo di un tale campo di scienze naturali come biologia dello sviluppo. Nel corso degli esperimenti, i ricercatori erano convinti che il vetro dell'occhio, formato da cellule staminali embrionali umane, fosse molto più spesso di quello prodotto da cellule staminali embrionali di topo. Inoltre, contiene sia coni retinici che coni, mentre nelle ESC del mouse, la differenziazione in coni è rara. Ciò significa che le cellule embrionali portano istruzioni specifiche per la creazione di questa struttura oculare.

"La nostra ricerca apre la strada alla comprensione delle peculiarità dello sviluppo dell'occhio che sono specifiche per gli esseri umani, il cui studio era precedentemente impossibile", il professor Sasai è sicuro.

Questo non è il primo grande successo del gruppo del professor Sasai. Alla fine dello scorso anno, gli scienziati sono cresciuti da cellule staminali embrionali di topo, una porzione anteriore funzionale dell'ipofisi (adenoipofisi), costituita da diversi tipi di cellule che producono ormoni. Un articolo sui risultati di questo lavoro L'auto-formazione della adenoipofisi funzionale nella cultura tridimensionale è stata pubblicata sulla rivista Nature.

La ghiandola pituitaria è una piccola ghiandola endocrina alla base del cervello, che produce diversi importanti ormoni. È particolarmente importante nel periodo di sviluppo iniziale e la capacità di imitare la sua educazione in laboratorio aiuterà gli scienziati a comprendere meglio l'embriogenesi. I disturbi nella ghiandola pituitaria sono associati a disturbi della crescita, come il gigantismo, e problemi alla vista, inclusa la cecità.

Questo esperimento non sarebbe possibile senza una coltura cellulare tridimensionale. La ghiandola pituitaria è un organo separato, ma per il suo sviluppo sono necessari segnali chimici dalla regione del cervello situata direttamente sopra di esso - l'ipotalamo. In una cultura tridimensionale, gli scienziati potrebbero contemporaneamente avvicinarsi l'un l'altro a due tipi di tessuto, dando luogo a due settimane di cellule staminali auto-organizzate nella ghiandola pituitaria.

La colorazione fluorescente ha mostrato che il tessuto ipofisario sviluppato esprime i corrispondenti biomarcatori e secreti tipici degli ormoni della ghiandola pituitaria anteriore. I ricercatori sono andati oltre e hanno testato la funzionalità degli organi sintetizzati da loro, sostituendoli con topi privati della ghiandola pituitaria. Gli esperimenti si sono conclusi con successo: la ghiandola pituitaria bioingegneria ha ripristinato i livelli degli ormoni glucocorticoidi nel sangue degli animali ed ha eliminato sintomi comportamentali come letargia. Lo stato dei topi con strutture di cellule staminali impiantate che non erano state esposte ai necessari fattori di segnalazione e quindi non diventavano ipofisi funzionali non migliorava.

Il professor Sasai ei suoi colleghi hanno in programma di ripetere l'esperimento sulle cellule staminali umane e, a loro parere, questo lavoro richiederà almeno tre anni.

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