دانشمندان در مقاله ای جالب در سال 2021 گزارش دادند که مغز های کوچکی که در آزمایشگاه از سلول های بنیادی بوجود آورده اند،به طور خود به خود ساختارهای ابتدایی چشم را ایجاد کردند.
به گزارش تکناک، روی اندامک های کوچک مغز مشتق شده از انسان دو کاسه نوری متقارن دو طرفه رشد می‌کنند که منعکس کننده رشد ساختارهای چشمی در جنین انسان است.
این نتیجه باورنکردنی می تواند به ما در درک بهتر فرآیند تمایز و رشد چشم و همچنین بیماری های مربوط به چشم کمک کند.
جی گوپالاکریشنان،عصب شناس از بیمارستان دانشگاه دوسلدورف در آلمان در بیانیه ای در سال 2021 گفت: کار ما توانایی قابل توجه اندامک های مغزی را برای تولید ساختارهای حسی بدوی که حساس به نور هستند و انواع سلولی مشابه آنچه در بدن یافت می شود را نشان می دهد.
این اندامک ها می‌توانند به مطالعه تعاملات مغز و چشم در طول رشد جنین،شبیه سازی اختلالات مادرزادی شبکیه،و تولید انواع سلول های شبکیه ویژه بیماری برای آزمایش‌های دارویی شخصی و درمان‌های پیوند کمک کنند.
همانطور که ممکن است به این موضوع فکر کنید،اندامک های مغزی،مغز واقعی نیستند.آنها ساختارهای کوچک و سه بعدی هستند که از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسان بالغ برداشت شده اند و با مهندسی معکوس به سلول های بنیادی تبدیل شده اند. این سلول ها پتانسیل رشد در انواع مختلف بافت را دارند.
در این مورد، این سلول های بنیادی بدون هیچ چیزی شبیه به افکار، احساسات یا آگاهی، تحریک می‌شوند تا به حباب‌هایی از بافت مغز تبدیل شوند.چنین “مغزهای کوچکی” برای اهداف تحقیقاتی استفاده می شود که در آن استفاده از مغزهای زنده واقعی غیرممکن یا حداقل از نظر اخلاقی دشوار است برای مثال، آزمایش پاسخ های دارویی، یا مشاهده رشد سلولی در شرایط نامطلوب خاص.
این بار، گوپالاکریشنان و همکارانش به دنبال مشاهده رشد چشم بودند. در تحقیقات قبلی،دانشمندان دیگری که از سلول های بنیادی جنینی برای رشد کاسه های بینایی استفاده کرده بودند،مشاهده کردند که ساختارهایی تقریباً در کل کره چشم در طول رشد جنینی رشد می کنند.و تحقیقات دیگر ساختارهای پیاله مانند نوری را از سلول های بنیادی پرتوان القایی ایجاد کردند.
به جای رشد مستقیم این ساختارها، تیم گوپالاکریشنان می خواستند ببینند که آیا می توان آنها را به عنوان بخشی از اندامک های مغزی رشد داد.این موضوع می تواند باعث شناسایی مزیت این که چگونه این دو نوع بافت می توانند با هم رشد کنند بشود.
محققان در مقاله خود نوشتند: رشد چشم یک فرآیند پیچیده است و درک آن می‌تواند به پایه‌ریزی اساس مولکولی بیماری‌های اولیه شبکیه چشم کمک کند.
بنابراین،مطالعه وزیکول‌های بینایی که قسمت اولیه چشم هستند که انتهای آنها به جلوی مغز متصل است و برای شکل‌گیری مناسب چشم ضروری است، بسیار مهم است.
مطالعه قبلی در توسعه اندامک،شواهدی از سلول های شبکیه را نشان داد،اما این سلول‌ها ساختارهای نوری ایجاد نکردند، بنابراین تیم روند خود را تغییر داد.
آنها تلاشی برای ایجاد سلول های عصبی صرفاً در مراحل اولیه تمایز عصبی نداشتند و رتینول استات را به عنوان یک داروی کمکی به رشد چشم به محیط کشت اضافه کردند.
مغزهای کوچک آنها که به دقت مراقبت شده بود، از 30 روز پس از رشد، کاسه های بینایی را تشکیل داد و ساختار چشم ها به وضوح در 50 روزگی قابل مشاهده بودند.این موضوع با زمان‌بندی رشد چشم در جنین انسان مطابقت دارد،به این معنی که این اندامک ها می‌توانند برای مطالعه پیچیدگی‌های این فرآیند مفید باشند.
پیامدهای دیگری نیز وجود دارد.کاسه های بینایی حاوی انواع مختلفی از سلول های شبکیه بودند که به صورت شبکه های عصبی که به نور پاسخ می دادند و حتی حاوی عدسی و بافت قرنیه بودند، سازماندهی شدند. در نهایت،این ساختارها اتصال شبکیه به مناطقی از بافت مغز را نشان دادند.
گوپالاکریشنان گفت:در مغز پستانداران، رشته‌های عصبی سلول های گانگلیونی شبکیه برای اتصال به اهداف مغزی خود دراز می شوند، جنبه‌ای که قبلاً هرگز در یک سیستم آزمایشگاهی نشان داده نشده بود.
این فرایند قابل تکرار است.از 314 ارگانوئید مغزی که تیم رشد داده است، 73 درصد آنها کاسه های بینایی را توسعه دادند.به گفته محققان، این تیم امیدوار است که استراتژی‌هایی برای زنده نگه داشتن این ساختارها در مقیاس‌های زمانی طولانی‌تر برای انجام تحقیقات عمیق‌تر با پتانسیل بالا ایجاد کند.
آنها در مقاله خود نوشتند که اندامک های مغزی حاوی وزیکول نوری که انواع سلول های عصبی بسیار تخصصی را نشان می دهند،می توانند توسعه داده شوند و راه را برای تولید ارگانوئیدهای شخصی و صفحات اپیتلیال رنگدانه شبکیه برای پیوند هموار کنند.
ما معتقدیم که این‌ها اندامک ها نسل بعدی هستند که به مدل‌سازی رتینوپاتی‌هایی که از اختلالات عصبی اولیه ناشی می‌شوند کمک می‌کنند.
