رشد سلولهای شبکیه در آزمایشگاه

//رشد سلولهای شبکیه در آزمایشگاه

رشد سلولهای شبکیه در آزمایشگاه

رشد سلولهای شبکیه در آزمایشگاه

تحقیق دانشمندان در خصوص چگونگی رشد و توسعه سلولهای تشخیص رنگ

تصویر بالا سلولهای مخروطی شبکیه 291 روزه را نشان میدهد. فتورسپتورهای قرمز و سبز به رنگ سبز و فتورسپتورهای آبی به رنگ آبی نشان داده شده است. سلولهای میله ای نیز به رنگ قرمز نشان داده شده است. دانشگاه جان هاپکینز

دانشمندان موفق شدند سلولهای انسانی شبکیه را در آزمایشگاه رشد و تکثیر نمایند. نقش هورمون تیروئید را در رشد و عملکرد سلولهای فتورسپتور (سلولهای مخروطی شبکیه حساس به نور) و تبدیل آن به فتورسپتورهای حساس به نور آبی یا قرمز یا سبز را کشف کنند. این تحقیق جدید میتواند یک رویکرد نوین در درمان نوزادان نارس با مشکلات بینایی باشد.

بررسی اینکه چگونه یک انسان در رحم مادر رشد میکند مشکل است. زیرا این فرآیند در یک محیط تاریک و بسته خارج از جهان اتفاق میافتد. دانمشندان نمیتوانند براحتی نمونه هایی از بافتها را از رشد یک جنین برای مطالعات خود داشته باشند که بتوانند این نمونه را به آزمایشگاه برده و برای پیدا کردن مکانیزمهای بیولوژیکی و مولکولی بر روی این بافتها تحقیق کنند. بافت حیواناتی مانند موش نیز کاملا شبیه انسان نیست.

بنابراین برخی از دانشمندان استفاده از ارگانویدها organoids (خوشه های سلولهای انسانی) را آغاز نموده اند که از سلولهای بنیادی به اندامهای کوچک و ساده تبدیل میشوند و از صفر بر روند تشکیل بافتهای انسانی مطالعه و تحقیق میکنند. رابرت جانسون استادیار زیست شناسی دانشگاه هاپکینز در این زمینه مطالعاتی داشته است که چگونه سلولهای تشخیص نور در چشم (که به اصطلاح فتورسپتور خوانده میشود) در مگس رشد میکنند. زمانی که اطلاعاتی در خصوص ارگانویدهای شبکیه در سال 2012 را مشاهده کرد گفت: ما باید این سیستم را به سمتی ببریم که تا بحال هیچکس نرفته است. او نظریات و چگونگی رشد ارگانویدها را برای دوره های زمانی طولانیتر در آزمایشگاه بررسی و سپس منتشر کرد. تحقیقات او که امروز در مجلات علوم منتشر گردیده است شامل یک دوره رشد ارگانوید مربوط به سلولهای شبکیه از شش ماه تا یکسال را نشان میدهد. جانسون اظهار داشت: این راه جدید، باعث بوجود آمدن یک مسیر تازه برای مطالعه زیست شناسی بر روی انسان باز کرده است.

در ابتدای رشد و شکل گیری شبکیه، سلولهای مخروطی ممکن است به دو نوع سلول تبدیل شوند: یکی سلولهایی که نور آبی را تشخیص میدهند و یکی سلولی انعطاف پذیر برای تشخیص نور قرمز یا نور سبز که قابلیت تبدیل به هردو را دارد.

گروه جانستون از جمله نویسنده و محقق ارشد Kiara Eldred بر روی نقاط حساس به نور آبی یا قرمز/سبز در سلولهای تشکیل دهنده ارگانوئید شبکیه متمرکز شده و متوجه شدند که حذف هورمون تیروئید در این سلولها سبب تشکیل سلولهای مخروطی حساس به نور آبی میشود. اضافه کردن هورمون تیروئید به این سلولها سبب تشکیل سلولهای حساس به نور قرمز/سبز میشود. جانستون میگوید، وقتیکه فرآیند رشد سلولها را به حال خود رها کردیم دیدیم که ابتدا تمامی سلولها تبدیل به سلولهای حساس به نور آبی میشوند تا وقتی که مثل یک تایمر خاموش میشود. بعد از آن بقیه سلولها به سلولهای حساس به نور قرمز-سبز تبدیل میشوند. به نظر میرسد میزان هورمون تیروئید دائما در حال تغییر است.

اما ظروفی که در آن ارگانوئیدها رشد میکردند، تیروئید کوچک در آنها وجود ندارد و در بسیاری از آزمایشات دانشمندان خود هورمون اضافه نمیکنند. بنابراین چگونه این هورمون که در بزرگسالان کنترل کننده متابولیسم بدن است، دستوراتی در مورد رشد و شکل گیری سلولهای شبکیه میدهد؟ جانستون میگوید: شبکیه خود کنترل هورمون تیروئید را تنظیم میکند و تعیین میکند که آیا سلولهای حساس به نور آبی یا قرمز/سبز تولید و ساخته شود. با آنزیمهای خود شبکیه که میزان هورمون تیروئید در مایع ارگانوئید را کاهش داده و یا آنرا به فرم فعال تبدیل میکردند.

 

توماس ره Thomas Reh استاد ساختار بیولوژیکی دانشگاه واشنگتن، تحقیقاتی در خصوص رشد و شکل گیری سلولهای مخروطی در موش انجام داده و یک تفاوت کلیدی بین سلولهای موش و سلولهای انسان یافت. در این خصوص گفت: در موش فقط یک نوع گیرنده هورمون تیروئید درگیر بود، اما در انسان دو گیرنده وجود داشت. توماس ره نوشته است: کاملا مشخص نیست که چرا این تفاوت وجود دارد، اما ممکن است مسائل مهمی برای درک تفاوت ساختار شبکیه بین موش و انسان شناخته شود. فووا fovea بخشی از شبکیه است که در آن سلولهای مخروطی قرار گرفته است و مسئول دید مرکزی است.

 

توماس ره اشاره کرد که ارگانوئیدها گودی مرکزی foveae را توسعه نمیدهند و از آنجا که ارگانوئیدها بسیار کوچکتر از شبکیه انسان هستند و سایر سلولهای شبکیه را به نسبت مناسب سلولهای مخروطی رشد و تکثیر نمیکنند، تغییرات در سطح هورمون تیروئید ممکن است در آزمایشات واقعی روی شبکیه انسان تغییراتی داشته باشد. او نوشته است: شگفت انگیز است که فرآیندهای تکاملی به گونه ای پیچیده تغییر میکنند و با توجه به نیاز و کارکرد آنها سلولهای مخروطی مختلفی ساخته میشود و با توجه به هشدارها کارکرد آن تغییر میکند.

ارگانوئیدها ممکن است یک نمونه کوچک بافت جنینی برای تحقیقات انسانی باشد، ولی نمیتوان گفت که کاملا مشابه شرایط واقعی انسان هست و تفاوتهایی وجود دارد. بعضی از ارگانوئیدها در مقاله جانستون از سلولهای بنیادی جنینی شکل گرفته اند و برخی از سلولهای بنیادی چند توانی pluripotent بزرگسالان بدست آمده است. جانستون میگوید: امروزه چندین روش برای داشتن سلول بنیادی جنینی برای تحقیق در دسترس میباشد.

آزمایشگاه او در حال حاضر مشغول کار بر روی توسعه ارگانوئیدهای شبکیه است که میتواند دژنراسیون ماکولا را درمان کند. علت اصلی نابینایی که در آن قسمت ماکولا از قسمت شبکیه ای که حاوی گودی مرکزی foveae آسیب دیده است و با کار روی این پروژه احتمالا روش ترمیم بخش آسیب دیده فراهم شود. در کوتاه مدت این پروژه در صورت تایید نهایی منجر به درمان برای نوزادان زودرس که دارای سطوح پایین هورمون تیروئید و کوررنگی و مشکلات تشخیص رنگ دارند شود.

منبع :

https://www.forbes.com/sites/elliekincaid/2018/10/11/growing-human-retinas-in-the-lab-scientists-spy-on-how-color-detecting-cells-in-the-eye-develop/

به وسیله |۱۳۹۷/۸/۱ ،۰۹:۳۸:۲۱ +۰۰:۰۰آبان ۱ام, ۱۳۹۷|تازه ها|بدون دیدگاه

درباره نویسنده :

ثبت ديدگاه