Ученые из Брно вырастили мини-сетчатки и «научили их видеть»: благодаря свету они стали ближе к человеческому глазу
Ученые из Брно выяснили, что выращивание мини-сетчатки глаза из стволовых клеток под воздействием света ускоряет ее созревание и делает более похожей на настоящую.
Примечательно, что в предыдущих лабораторных моделях влияние света на процесс созревания часто не учитывалось.
В инкубаторе лаборатории медицинского факультета Масарикова университета Брно в чашках Петри растут сферы размером всего в несколько миллиметров. Это и есть ретинальные органоиды, или мини-сетчатки, полученные учеными из стволовых клеток. С их помощью специалисты могут изучать новые возможности лечения глазных болезней, а в перспективе такие структуры могут послужить источником клеток для трансплантации поврежденной сетчатки.
«Если присмотреться, можно увидеть сферы размером в несколько миллиметров, состоящие из нескольких слоев клеток», – показывает Томаш Барта с медицинского факультета Масарикова университета.
На первый взгляд под микроскопом видна лишь крошечная точка, но на самом деле это миниатюрный фрагмент глаза.
«На самой поверхности расположены фоторецепторы, задача которых — преобразовывать свет в электрический импульс. Далее идут другие типы нейронов, которые должны передавать этот сигнал в мозг по зрительному нерву. Однако зрительный нерв в нашей системе, разумеется, отсутствует», – объясняет Т. Барта.
Еще более детальную картину позволяет увидеть электронный микроскоп в соседней лаборатории. Если первому рассмотренному органоиду около двух месяцев, то здесь ученые демонстрируют уже его зрелую форму.
Для изучения поверхностных структур модельных органоидов применяется сканирующий электронный микроскоп. На экране изображение органоида постепенно увеличивается более чем в две тысячи раз. Становятся видны структуры, отвечающие за обнаружение света, которые в лаборатории в шутку называют «леденцами на палочке».
«Вот эти "помпоны" – на самом деле наружные сегменты фоторецепторов. Если говорить просто, эти "помпоны" заполнены светочувствительными белками», – показывает Томаш Барта с медицинского факультета Масарикова университета. Картинка напоминает морское дно или коралловый риф.
С помощью электронной микроскопии ученые могут сравнивать, как меняются органоиды под воздействием света, отслеживать, насколько эффективной оказалась фотостимуляция и принесла ли она какую-то пользу.
Обычно мини-сетчатки полгода растут в абсолютно темной культивационной комнате. Но в этот раз исследователи подвергли их воздействию света. Они обнаружили, что благодаря этому органоиды стали сильнее походить на естественную сетчатку человеческого глаза.
Стимулированные мини-сетчатки лучше реагируют на свет и эффективнее преобразуют световой сигнал в электрический импульс.
Можно сказать, что ученые не просто вырастили микроскопическую часть глаза, но и «научили ее видеть».
«Конечно, это выражение в кавычках. Зрение и восприятие картинки, разумеется, формируются только в головном мозге, но сам процесс обнаружения света происходит именно в сетчатке», – уточняет Томаш Барта.
Таким образом, свет может быть не просто раздражителем, который улавливают фоторецепторы. Он одновременно помогает им созревать. И именно такие, более зрелые клетки в будущем могут обеспечить более эффективное лечение заболеваний сетчатки или даже сделать возможной ее трансплантацию.
