Organoidy to miniaturowe wersje narządów, które naukowcy mogą hodować w laboratorium z komórek macierzystych, zdolnych do przekształcenia się w dowolnego typu komórki organizmu. Wcześniej naukowcy wyhodowali na przykład maleńkie bijące serca, a nawet minimózgi, wytwarzające fale mózgowe przypominjące fale mózgowe wcześniaków. Mimo małych wymiarów, a często występowania tylko niektórych cech prawdziwych organów, naukowcy bardzo wiele dowiadują się dzięki organoidom. Pozwalają one badać działanie narządów czy testować działanie leków w sposób, który wcześniej nie był możliwy.

Teraz udało się uzyskać minimózgi, które mają zestaw podobnych do oka struktur zwanych „pęcherzykami optycznymi”. Tworząca je tkanka jest odpowiednikiem siatkówki - znajdującej się z tyłu oka i zawierającą komórki światłoczułe. Siatkówka człowieka wysyła sygnały do mózgu za pośrednictwem nerwu wzrokowego, co pozwala nam widzieć obrazy.

“W mózgu ssaków włókna nerwowe komórek zwojowych siatkówki łączą się z odpowiednimi obszarami w mózgu, czego nigdy wcześniej nie wykazano w systemie in vitro” – powiedział starszy autor Jay Gopalakrishnan ze Szpitala Uniwersyteckiego w Düsseldorfie. Komórki zwojowe to neurony znajdujące się na wewnętrznej powierzchni siatkówki, które komunikują się bezpośrednio z mózgiem.

Gopalakrishnan i jego zespół zaadaptowali wcześniej opracowaną technikę przekształcania komórek macierzystych w tkankę nerwową w celu stworzenia minimózgów z pęcherzykami optycznymi. Gdy komórki macierzyste rozwinęły się w minimózgi, organoidy wytworzyły pęcherzyki optyczne - pojawiły się już po 30 dniach i dojrzewały w ciągu 50 dni.

Wcześniej naukowcy wyhodowali osobno pęcherzyki optyczne w laboratoriach, ale to pierwsze badanie, które zintegrowało je z organoidami mózgowymi. W sumie udało się stworzyć 314 minimózgów, a 72 proc. z nich utworzyło pęcherzyki optyczne. Organoidy zawierały różne typy komórek siatkówki, które tworzyły aktywne sieci neuronowe reagujące na światło, jak również tkankę soczewki i rogówki.

„Nasza praca podkreśla niezwykłą zdolność organoidów mózgowych do generowania prymitywnych struktur czuciowych, które są wrażliwe na światło i zawierają typy komórek podobne do tych znajdujących się w ciele” – zaznaczył w oświadczeniu Gopalakrishnan.

Mózgowe organoidy mogą być przydatne do badania rozwoju ludzkiego mózgu i powiązanych chorób, a także do badania interakcji mózg-oko podczas rozwoju zarodka. Co więcej, mogą być wykorzystywane do badania zaburzeń siatkówki, a być może nawet do tworzenia spersonalizowanych typów komórek siatkówki do terapii. (PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ agt/