این کشف دانشمندان بینایی را به چشم باز می‌گرداند

دانشمندان دانشگاه ویسکانسین آمریکا سلول های چشم حساس به نور را در محیط آزمایشگاه وادار کرده‌اند تا پس از جداسازی دوباره به یکدیگر متصل شوند.

به گزارش تکناک، این مسئله گام مهمی برای پیوند سلول های چشم حساس به نور به بیماران برای درمان بیماری‌های چشمی مختلف خواهد بود.

این سلول های گیرنده نوری با همکاری یکدیگر با سلول های دیگر ترکیب می شوند و شبکیه را تشکیل می دهند. شبکیه لایه نازکی از بافت در پشت چشم است که مسئول تبدیل طول موج های نور به سیگنال هایی است که مغز به عنوان بینایی تفسیر می کند.

هدف محققان رشد سلول های شبکیه در خارج از بدن و استفاده از آنها برای جایگزینی بافت های مرده یا ناکارآمد داخل چشم (eye : organ that detects light and converts it into electro-chemical impulses in neurons) بوده است.

در سال 2014، محققان ارگانوئیدهایی (خوشه‌های سلولی که در آزمایشگاه به شکل‌های سه‌بعدی خود سازماندهی می‌شوند) تولید کردند که به شکل و عملکرد یک شبکیه واقعی شباهت داشت.آنها این کار را با برنامه ریزی مجدد سلول های پوست انسان انجام دادند تا به عنوان سلول های بنیادی عمل کنند و سپس تشویق شدند تا به چندین نوع سلول شبکیه تبدیل شوند.

سال گذشته، همین تیم، مطالعاتی را منتشر کرد که نشان می‌داد سلول‌های شبکیه رشد یافته در آزمایشگاه می‌توانند به طول‌موج‌ها و شدت‌های مختلف نور پاسخ دهند و همچنین برای ایجاد اتصال به سلول‌های مجاور دسترسی پیدا کنند.

به گفته دیوید گام محقق ارشد چشم پزشکی،این مطالعه جدید آخرین قطعه از پازل است.او گفت: ما می‌خواستیم از سلول‌های آن ارگانوئیدها به‌عنوان قطعات جایگزین برای همان نوع سلول‌هایی که در جریان بیماری‌های شبکیه از بین رفته‌اند، استفاده کنیم.

اما پس از ماه‌ها رشد در یک ظرف آزمایشگاهی به‌عنوان ارگانوئیدهای فشرده،این سوال باقی ماند که آیا سلول‌ها پس از جدا کردن آنها عملکرد مناسبی خواهند داشت؟ زیرا این مسئله کلید معرفی آنها به چشم بیمار است.

این عملکرد بستگی به این دارد که سلول‌ها بتوانند با استفاده از پسوندهایی به نام آکسون با یک جعبه سیگنال شیمیایی به نام سیناپس که یک اتصال را تشکیل می‌دهند،به یکدیگر متصل شوند.

سیناپس هایی که جفت سلول های شبکیه مشتق شده از سلول های بنیادی پرتوان انسانی را از طریق یک عفونت ویروس هاری اصلاح شده که از بین سلول ها عبور می کند، به هم متصل می کند. (آزمایشگاه UW–Madison/Gamm)

دیدن آکسون هایی که بین سلول های چشم کشیده می شوند یک مسئله مهم است. برای اطمینان از ایجاد اتصالات مفید، تیم تحقیقاتی گروه‌هایی از سلول‌های شبکیه را جدا کردند و اتصال مجدد آنها را مشاهده کردند.

سپس یک ویروس هاری به آن اضافه کردند که در طی یک هفته بین سلول‌های شبکیه چشم در حال مهاجرت بود که این موضوع نشان می‌دهد واقعاً اتصالات سیناپسی ایجاد شده است.

گام از دانشگاه ویسکانسین مدیسون می گوید: ما این داستان را با کمک یکدیگر در آزمایشگاه،برای ایجاد اعتماد به نفس بخاطر مطمئن بودن از مسیر درست تحقیقات،انجام دادیم.

همه اینها در نهایت منجر به آزمایشات بالینی انسانی می شود که گام بعدی را مشخص می کند.

تجزیه و تحلیل بیشتر نشان داد که انواع سلولی که معمولاً سیناپس‌ها را تشکیل می‌دهند،گیرنده‌های نوری هستند که معمولاً به‌عنوان میله‌ها و مخروط‌ها متمایز می‌شوند.این مسئله دلگرم‌کننده است، زیرا این نوع سلول‌ها آنهایی هستند که در بیماری‌هایی مانند رتینیت پیگمانتوزا و دژنراسیون ماکولا مرتبط با سن از بین می‌روند.

همچنین شواهدی از وجود انواع سلول به نام سلول های گانگلیونی شبکیه چشم وجود داشت که سیناپس ها را تشکیل می دهند. جایگزینی این سلول‌ها در چشم می‌تواند در درمان اختلالاتی مانند گلوکوم، که در آن عصب بینایی که چشم را به مغز متصل می‌کند آسیب می‌بیند، مفید باشد.

گام می گوید:این مسئله انقلابی در دستاوردهای ما بود. این مسئله واقعاً تأثیر بالقوه گسترده ای را که این ارگانوئیدهای شبکیه می توانند داشته باشند را نشان می دهد.

این تحقیق در PNAS منتشر شده است.