به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، ارگانوئیدهای شبکیه منابع غنی از نورون‌ها هستند که ممکن است برای بازیابی بینایی مورد استفاده قرار گیرند. بدن انسان یک جریان پویا از حسگرها و مبدل‌هایی است که پیام‌های محرک‌های خارجی را به زبان الکتریکی و شیمیایی مغز ترجمه می‌کند. در میان اندام‌های حسی انسان، چشم یک مدل زیبا از انتقال نور است که نور را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند که بینایی را تقویت می‌کند. سلول‌های تخصصی شبکیه، که به سلول‌های گیرنده نوری معروف هستند، نور را تشخیص می‌دهند و این اطلاعات را از طریق زنجیره‌ای چندلایه از نورون‌ها به مغز منتقل می‌کنند. این نورون‌ها از طریق سیناپس‌ها ( شکاف‌های فیزیکی بین سلول‌های عصبی) برای انتقال پیام عصبی، ارتباط برقرار می‌کنند. محققان این سلول‌ها و نحوه ارتباط آن‌ها در یک ظرف را مطالعه می‌کنند تا پتانسیل عملکردی آن‌ها را پس از پیوند درک کنند. تماس‌های سیناپسی بین نورون ها برای عملکرد مناسب شبکیه و سایر مدارهای عصبی مورد نیاز است. اخیراً نیز حضور سیناپس‌های عملکردی در ارگانوئیدهای شبکیه مشتق از سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی (hPSC) به طور غیرمستقیم از طریق تصویربرداری کلسیم نشان داده شد.

ایجاد ارگانوئیدهای شبکیه از سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی

محققان از سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی برای ایجاد ارگانوئیدهای شبکیه (مدل‌های سلولی سه بعدی شبکیه) برای مطالعه رشد چشم، بینایی طبیعی و بیماری‌های دژنراتیو استفاده می‌کنند. آنها همچنین از این ارگانوئیدها برای تولید نورون‌های شبکیه استفاده می‌کنند که ممکن است روزی جایگزین سلول‌های آسیب دیده یا بیمار در چشم شوند. سلول‌های موجود در این ارگانوئیدها سیناپس‌ها را تشکیل می‌دهند و با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند، اما دانشمندان باید ارگانوئیدها را به سلول‌های منفرد تجزیه کنند تا نورون‌های شبکیه تولید کنند. این اختلال ضروری اتصالات سیناپسی را از بین می‌برد و بر نحوه عملکرد و ارتباط نورون‌ها تأثیر می‌گذارد. ارگانوئیدهای شبکیه مشتق از سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی (hPSC) می‌توانند به طور موثر و قابل تکرار نورون‌های شبکیه را تولید کنند که پتانسیل استفاده در استراتژی‌های جایگزینی سلول را دارند. توانایی این نورون‌های شبکیه رشد یافته در آزمایشگاه برای ایجاد اتصالات سیناپسی جدید پس از جدا شدن از RO، کلید ایجاد اعتماد به ظرفیت آنها برای بازگرداندن عملکرد بینایی است. با این حال، شواهد مستقیم از برقراری مجدد اتصال نورون شبکیه از طریق ردیابی سیناپسی تا به امروز گزارش نشده است. مطالعه حاضر از روش ردیابی رتروگراد تک سیناپسی در شرایط آزمایشگاهی مبتنی بر ویروس هاری برای شناسایی اتصالات سیناپسی جدید در میان انواع سلول‌های اولیه شبکیه استفاده می‌کند.

شیوه مطالعاتی

محققان دانشگاه ویسکانسین-مدیسون اخیراً بررسی کردند که آیا نورون‌های ارگانوئید شبکیه مشتق شده از سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی هنوز هم می‌توانند سیناپس‌ها را با یکدیگر تشکیل دهند و پس از جداسازی ارگانوئیدها اتصال ( یک پیش نیاز ضروری برای عملکرد مدار عصبی شبکیه) را حفظ کنند که با انتقال سیناپسی از یک نورون به نورون دیگر منتقل می‌شود و نورون‌های شبکیه را نشان می‌دهد و شمارش می‌کند. محققان دریافتند که نورون‌های ارگانوئید شبکیه جدا شده توانایی ایجاد اتصالات سیناپسی را بر اساس حرکت ویروس نشان‌دار از یک سلول به سلول دیگر حفظ می‌کنند. دیوید گام، چشم پزشک اطفال، استاد پژوهش و نویسنده اصلی این مطالعه گفت: «آنچه شگفت‌انگیز بود، کارایی بود که این اتفاق می‌افتاد. گیرنده‌های نوری برجسته ترین جمعیت سلولی بودند که می‌توانستند این کار را انجام دهند. من فکر می‌کردم که اینها ممکن است رویدادهای نادری باشند که گیرنده‌های نوری ا اصلا وجود ندارند یا اگر هم باشند، یک جمعیت اقلیت خواهند بود. ولی ما مشاهده کردیم که اکثریت جمعیت ما را تشکیل داده بودند.

میزان موفقیت درمان دژنراسیون شبکیه با استفاده از نورون‌های پیوندی شبکیه

ماکسیم پلیکوس، استاد زیست‌شناسی سلولی و تکوینی در دانشگاه کالیفرنیا، ایروین که در این مطالعه شرکت نداشت، گفت: «رویکرد قوی و قابل تکرار است. وی توضیح داد که درمان دژنراسیون شبکیه با استفاده از نورون‌های پیوندی شبکیه پتانسیل بازیابی بینایی یا توقف پیشرفت بیماری را دارد. پلیکوس می‌گوید: «در حالی که استخراج نورون‌های جدید شبکیه، از جمله گیرنده‌های نوری، اکنون کاملاً کارآمد و قابل تکرار است، این سؤال باز باقی می‌ماند که این نورون‌های پیوندی تا چه حد در شبکه‌های شبکیه موجود ادغام می‌شوند و [آیا آنها] سیناپس‌های عملکردی را تشکیل می‌دهند یا خیر». گام برای پاسخ به این سؤالات هیجان زده است زیرا او به مطالعات بالینی آینده روی بیماران می‌پردازد. داده‌های حاصل از آزمایش‌های آزمایشگاهی و مدل‌های حیوانی ضروری است درحال حاضر محدود هستند و تنها می‌توان کارهای زیادی با نمودارها انجام داد. در انتها شما باید آن آزمایش انسانی را انجام دهید. ما به طور جمعی متوجه شدیم که در نقطه‌ای هستیم که تا زمانی که مطالعات دقیق را شروع نکنیم، ببینیم چه اتفاقی می‌افتد، یاد بگیریم و پیشرفت نکنیم، نمی‌دانیم که چه اتفاقی افتاده است.

چگونگی رشد شبکیه انسان با مطالعه ارگانوئید شبکیه

این نتایج جدیدترین یافته‌ها از مطالعه برنامه تحقیقاتی ارگانوئیدی شبکیه است که پایه و اساس آن بر پایه زیست شناسی تکاملی استوار است. گام گفت: "ارگانوئیدهای شبکیه بینشی در مورد چگونگی رشد شبکیه انسان به ما می‌دهند، که به نوبه خود به ما می‌گوید که چگونه ممکن است بتوانیم آن را در طول زمان ترمیم کنیم." این فرآیند تعمیر پتانسیل به دقت بررسی می‌کند که چگونه بسته‌های انرژی حمل شده توسط ذرات نور توسط شبکیه چشم جذب شده و به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌شوند که بینایی را امکان‌پذیر می‌سازد. بنابراین درمان بیماریهای چشمی با سلول‌های بنیادی شبکیه یک قدم بزرگ درمانی خواهد بود.

پایان مطلب/.