Gehirnorganoid mit Augenbechern Elke Gabriel
Forscher des Universitätsklinikums Düsseldorf in Deutschland haben gewachsene primitive Augenstrukturen über Organoide des Gehirns, die sie in ihrem Labor hergestellt hatten. Das Wachstum der Augenstrukturen im Labor spiegelte das Wachstum des Embryos wider und wird uns helfen zu verstehen, wie sich die Augen entwickeln.
Das menschliche Gehirn ist ein faszinierendes Organ und eine Inspiration für Computerprozessor-Entwicklerauch. Allerdings ist das Studium des menschlichen Gehirns nicht so einfach. Es ist für seine aktive Phase im Schädel eingeschlossen und steht erst nach seiner Funktionsunterbrechung zur Analyse zur Verfügung. Die meisten Gehirnentwicklungen finden auch recht früh im Leben statt und lassen wenig Spielraumum seine Entwicklung und Funktionsweise zu untersuchen. Wissenschaftler haben sich daher Organoiden zugewandt, dreidimensionalen Geweben, die in der Petrischale beobachtet werden können, um unser Verständnis des Gehirns zu verbessern.
Moderne Forschungsmethoden ermöglichen es Forschern, Haut- oder Blutzellen aus einem Individuum zu extrahieren und sie dann in Stammzellen umzuprogrammieren. Diese Stammzellen werden induzierte pluripotente Stammzellen iPSCs genannt und können sich zu jedem Zelltyp im Körper entwickeln. Wissenschaftler vorsichtigdas Nährmedium, in dem sie wachsen, modifizieren, um sie in gewünschte Zelltypen umzuwandeln, und bei Bedarf sogar miniaturisierte Gehirnzellen herstellen.
Der Neurowissenschaftler Jay Gopalakrishnan vom Universitätsklinikum Düsseldorf und sein Forscherteam interessieren sich für die Erforschung von Augenkrankheiten. Um zu verstehen, wie diese Krankheiten überhaupt entstehen, müssen sie den Prozess der Augenentwicklung verstehen. Andere Forscher hatten zuvor,verwendeten iPSCs zur Entwicklung von Augenbechern, Strukturen, die zur Entwicklung der Netzhaut führen - der lichtempfindlichen Zellschicht im Auge.
Die Netzhaut spielt eine wichtige Rolle im Auge. Sie wandelt das empfangene Licht in neuronale Signale um, die sie über den Sehnerv an das Gehirn weiterleitet. Das Gehirn analysiert dann die Signale, die im Allgemeinen als "Sehvermögen" bezeichnet werden. DaDa die Netzhaut eng mit dem Gehirn zusammenarbeitet, beschlossen Gopalkrishnan und sein Team, die Augenbecher auf Gehirnzellen wachsen zu lassen, die aus iPS-Zellen stammen.
Aus Proben von vier iPSC-Spendern stellte das Team zuerst die Organoide des Gehirns her und modifizierte dann seine Wachstumsmedien, um die Bildung von Augenbechern zu induzieren.Diese Becher auf Mini-Gehirnen enthielten nicht nur Netzhautzellen, sondern entwickelten sich auchLinsen- und Hornhautgewebe und zeigte Verbindungen zu den Gehirnzellen. Während der Embryonalentwicklung erreichen die Netzhautzellen das Gehirn, aber dies wurde bis zu dieser Arbeit noch nie im Labor nachgewiesen.
Die Augenbecher erschienen bereits nach 30 Tagen in der Gehirnentwicklung und wurden nach 50 Tagen deutlich sichtbar. Die Zeitachse der Entwicklung ahmte die nach, die im menschlichen Embryo auftritt. Von den 314 Gehirn-Organoiden, die das Team hergestellt hat, fast73 Prozent entwickelten Augenbecher. Die Studie wurde in veröffentlicht.Stammzelle.
„Unsere Arbeit unterstreicht die bemerkenswerte Fähigkeit von Gehirn-Organoiden, primitive sensorische Strukturen zu erzeugen, die lichtempfindlich sind und Zelltypen enthalten, die denen im Körper ähneln“, sagte Gopalkrishnan in einer Pressemitteilung. Für zukünftige Studien will das Team dies erhöhen.die Lebensfähigkeit der Augenbecher, um Erkrankungen der Netzhaut zu untersuchen.