גודלה רשתית מתאי גזע עובריים אנושיים

תאי גזע אנושיים יוצרים באופן ספונטני רקמה שמתפתחת לרשתית, הרקמה בעין המאפשרת לנו לראות, כך עולה ממאמר שפורסם בכתב העת Cell Stem Cell. בעתיד, השתלת רקמה תלת-ממדית זו עשויה לסייע לחולים עם בעיות ראייה.

"זהו אבן דרך חשובה בשלב הבא של הרפואה הרגנרטיבית", אמר ראש המחקר, פרופסור יושיקי סאסאי, MD, PhD, מנהל קבוצת האורגנוגנזה והנוירוגנזה, מרכז RIKEN לביולוגיה התפתחותית, יפן. "הגישה שלנו פותחת נקודות מבט חדשות על השימוש ברקמות מורכבות שמקורן בתאי גזע אנושיים לטיפול, כמו גם למחקר רפואי הקשור לפתוגנזה ופיתוח תרופות."

במהלך ההתפתחות, הרשתית - הרקמה הרגישה לאור המצפה את פנים העין - נוצרת ממבנה המכונה כוס אופטית. בעבודה החדשה של חוקרים יפנים, מבנה זה נוצר באופן ספונטני מתאי גזע עובריים אנושיים (hESCs) - תאים שמקורם בעוברים אנושיים בעלי פוטנציאל להתמיין למגוון רקמות. הדבר התאפשר הודות לטכניקות תרבית תאים שעברו אופטימיזציה על ידי פרופסור סאסאי וצוותו.

תאים שמקורם ב-HESC מתארגנים למבנה תלת-ממדי רגיל עם שתי שכבות של כוס אופטית, שאחת מהן מכילה מספר רב של תאים רגישים לאור הנקראים קולטני אור. מאחר וניוון רשתית נובע בעיקר מנזק לקולטני אור, רקמה שמקורה ב-hESC עשויה להיות חומר השתלה אידיאלי.

המחקר של מדענים יפנים לא רק פותח אפשרויות נוספות לשימוש בתאי גזע ברפואה רגנרטיבית, אלא בוודאי יאיץ את התפתחותו של תחום במדעי הטבע כמו ביולוגיה התפתחותית. במהלך הניסויים, החוקרים השתכנעו כי כוס הראייה הנוצרת מתאי גזע עובריים אנושיים עבה בהרבה מזו שגדלה מתאי גזע עובריים של עכברים. בנוסף, היא מכילה גם מוטות וגם קונוסים, בעוד שהתמיינות לתאי קונוס נצפית לעיתים רחוקות בתרבית של תאי גזע עובריים של עכברים. משמעות הדבר היא שהתאים העובריים נושאים הוראות ספציפיות למין ליצירת מבנה עין זה.

"המחקר שלנו פותח את הדרך להבנת המאפיינים ההתפתחותיים של העין הספציפיים לבני אדם ושבעבר היו בלתי אפשריים לחקור", אומר פרופסור סאסאי.

זו אינה ההצלחה הגדולה הראשונה של קבוצתו של פרופסור סאסאי. בסוף השנה שעברה, גידלו המדענים בלוטת יותרת המוח הקדמית התפקודית (אדנוהיפופיזה) מתאי גזע עובריים של עכברים, המורכבת מכמה סוגים שונים של תאים מייצרי הורמונים. מאמר על תוצאות עבודה זו, "יצירת עצמית של אדנוהיפופיזה תפקודית בתרבית תלת-ממדית", פורסם בכתב העת Nature.

בלוטת יותרת המוח היא בלוטה אנדוקרינית קטנה בבסיס המוח המייצרת מספר הורמונים חשובים. היא חשובה במיוחד במהלך ההתפתחות המוקדמת, והיכולת לחקות את היווצרותה במעבדה תעזור למדענים להבין טוב יותר את תהליך העובר. אנומליות בבלוטת יותרת המוח נקשרו להפרעות גדילה כגון ג'יגנטיות ובעיות ראייה, כולל עיוורון.

ניסוי זה לא היה אפשרי ללא תרבית תאים תלת-ממדית. בלוטת יותרת המוח היא איבר נפרד, אך התפתחותה דורשת אותות כימיים מאזור המוח שמעליה, ההיפותלמוס. בתרבית תלת-ממדית, המדענים הצליחו לגדל שני סוגי רקמות זה לצד זה בו זמנית, וכתוצאה מכך נוצרו תאי גזע שהתארגנו מעצמם לבלוטת יותרת המוח לאחר שבועיים.

צביעה פלואורסצנטית הראתה שרקמת יותרת המוח שעברה תרבית ביטאה את הסמנים הביולוגיים המתאימים והורמונים המופרשים האופייניים לבלוטת יותרת המוח הקדמית. החוקרים הלכו צעד אחד קדימה ובדקו את פונקציונליות האיברים שיצרו על ידי השתלתם בעכברים חסרי בלוטת יותרת המוח. הניסויים צלחו: בלוטות יותרת המוח שעברו הנדסה ביולוגית שיקמו את רמות הורמוני הגלוקוקורטיקואידים בדם החיות וביטלו תסמינים התנהגותיים כמו עייפות. מצבם של העכברים עם מבנים מושתלים העשויים מתאי גזע, שלא נחשפו לגורמי האיתות הדרושים ולכן לא הפכו לבלוטת יותרת המוח המתפקדת, לא השתפר.

פרופסור סאסאי ועמיתיו מתכננים לחזור על הניסוי על תאי גזע אנושיים והם מאמינים שעבודה זו תימשך לפחות שלוש שנים.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]