Dari sel induk embrio manusia, retina tumbuh

Sel induk manusia secara spontan membentuk jaringan yang berkembang ke dalam retina - yaitu jaringan mata yang memungkinkan kita untuk melihat. Hal ini dilaporkan dalam sebuah artikel yang dipublikasikan di jurnal Cell Stem Cell. Di masa depan, transplantasi jaringan tiga dimensi semacam itu dapat membantu pasien dengan gangguan penglihatan.

"Ini adalah tonggak penting dalam tahap baru pengembangan obat regeneratif," kata Yoshiki Sasai, MD, PhD, direktur organogenesis dan kelompok neurogenesis, dari Pusat RIKEN untuk Perkembangan Biologi ), Jepang. "Pendekatan kami membuka prospek baru dalam menggunakan jaringan kompleks yang berasal dari sel induk manusia untuk perawatan, dan juga untuk penelitian medis terkait patogenesis dan pengembangan obat-obatan."

Dalam proses pengembangan, retina adalah jaringan fotosensitif yang melapisi permukaan dalam mata - ia terbentuk dari struktur yang dikenal sebagai kaca mata atau visual. Dalam karya baru peneliti Jepang, struktur ini terbentuk secara spontan dari sel induk embrionik manusia (hESCs) - sel yang berasal dari embrio manusia yang memiliki potensi untuk dibedakan menjadi jaringan yang berbeda. Hal ini dimungkinkan dengan metode budidaya sel, dioptimalkan oleh Profesor Sasai dan kelompoknya.

Sel yang berasal dari hESC disusun menjadi struktur tiga dimensi yang benar dengan dua lapis cangkir mata, yang salah satunya berisi sejumlah besar sel fotosensitif - fotoreseptor. Karena degenerasi retina terutama akibat kerusakan pada fotoreseptor, jaringan hESC yang diperoleh darinya dapat menjadi bahan ideal untuk transplantasi.

Studi ilmuwan Jepang tidak hanya membuka prospek lebih lanjut untuk penggunaan sel induk dalam pengobatan regeneratif, namun, tidak diragukan lagi, akan mempercepat pengembangan bidang ilmu alam seperti biologi perkembangan. Dalam perjalanan percobaan, para periset yakin bahwa kaca mata, yang terbentuk dari sel induk embrionik manusia, jauh lebih tebal daripada yang ditanam dari sel induk embrio tikus. Selain itu, mengandung kedua batang dan kerucut, sedangkan pada tikus ESC, diferensiasi menjadi kerucut jarang terjadi. Ini berarti bahwa sel embrio membawa petunjuk spesifik spesies untuk menciptakan struktur mata ini.

"Penelitian kami membuka jalan untuk memahami kekhasan perkembangan mata, khusus untuk seseorang, studi yang sebelumnya tidak mungkin," Profesor Sasai yakin.

Ini bukan kesuksesan besar pertama dari kelompok Profesor Sasai. Pada akhir tahun lalu, ilmuwan telah berkembang dari sel induk embrio tikus yang merupakan bagian anterior fungsional dari hipofisis (adenohipofisis), yang terdiri dari beberapa jenis sel penghasil hormon. Sebuah artikel tentang hasil karya ini Pembentukan diri adenohipofisis fungsional dalam budaya tiga dimensi diterbitkan di jurnal Nature.

Kelenjar pituitari adalah kelenjar endokrin kecil di dasar otak, yang menghasilkan beberapa hormon penting. Hal ini sangat penting dalam periode perkembangan awal, dan kemampuan untuk meniru pendidikannya di laboratorium akan membantu ilmuwan memahami embriogenesis dengan lebih baik. Gangguan pada kelenjar pituitari dikaitkan dengan kelainan pertumbuhan, seperti gigantisme, dan masalah penglihatan, termasuk kebutaan.

Percobaan ini tidak akan mungkin dilakukan tanpa budaya sel tiga dimensi. Kelenjar pituitari adalah organ yang terpisah, namun untuk perkembangannya, sinyal kimia dibutuhkan dari daerah otak yang terletak tepat di atasnya - hipotalamus. Dalam budaya tiga dimensi, para ilmuwan dapat secara bersamaan tumbuh berdekatan satu sama lain dua jenis jaringan, menghasilkan sel induk dua minggu yang diatur sendiri ke dalam kelenjar pituitari.

Pewarnaan fluoresen menunjukkan bahwa jaringan hipofisis yang tumbuh mengekspresikan biomarker dan sekresi yang sesuai khas untuk hormon kelenjar pituitari anterior. Para peneliti melangkah lebih jauh dan menguji fungsionalitas organ yang disintesis oleh mereka, menggantikannya dengan tikus yang kekurangan kelenjar pituitary. Percobaan berakhir dengan sukses: kelenjar hipofisis bioteknologi memulihkan kadar hormon glukokortikoid dalam darah hewan dan menghilangkan gejala perilaku seperti kelesuan. Keadaan tikus dengan struktur sel induk implan yang tidak terpapar faktor pensinyalan yang diperlukan dan oleh karena itu tidak menjadi hipofisis fungsional tidak membaik.

Profesor Sasai dan rekan-rekannya berencana untuk mengulangi eksperimen pada sel induk manusia dan, menurut mereka, pekerjaan ini akan memakan waktu setidaknya tiga tahun.

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