Эх, глаз, еще глаз, еще много-много глаз

Японские ученые вырастили глаз в чашке

Японские исследователи сумели вырастить в чашке почти полноценный глаз, содержащий основные слои сетчатки: пигментный эпителий, фоторецепторы, ганглионарные клетки и другие. Трансплантировать его целиком никто не собирается, а вот пересадка отдельных слоев не только возможное, но и весьма перспективное направление.

Сетчатка глаза по красоте, а вместе с ней и сложности архитектуры не уступает даже коре головного мозга. 10 тесно связанных слоев и многочисленные контакты между клетками обеспечивают не только феноменальную светочувствительность, но даже первичную обработку зрительной информации. Но, в отличие от многих органов и тканей нашего организма, сетчатка не способна к восстановлению. Так что любые дефекты, будь то разрывы, ожоги или последствия отслоения, приходится компенсировать другим, неповрежденным участкам.

Совсем иначе дело обстоит в эмбриональной сетчатке. Выделенные из нее клетки после трансплантации в состоянии превращаться в фоторецепторы – палочки и колбочки, восстанавливая способность глаза регистрировать свет. Проблема в том, где взять достаточно клеток и как наставить их на правильный путь развития, чтобы в чужом глазу они с него не свернули.

Мотоцугу Ейраку из Центра биологии развития RIKEN и его коллеги нашли отличное решение:

они вырастили почти полноценный глаз в чашке.

В качестве источника клеток ученые выбрали эмбриональные стволовые клетки (ЭСК), способные к превращению в любые ткани организма. Вот только реализовать этот потенциал удается лишь частично: за счет «коктейля» сигнальных молекул и других условий ЭСК можно превратить в нейроны, клетки мышц, печени, сосудов и многие другие. Но куда труднее получить настолько сложно устроенный, полноценный орган, как глаз.

Авторы публикации в Nature к успеху шли методично, не торопясь, а главное – с особым вниманием относясь к опыту коллег. Учтено было все: питательная среда, растворимые факторы, стимулирующие развитие; состав геля, в который было погружено развивающееся яблоко, вообще меняли несколько раз за эксперимент.

А концентрация кислорода вообще достойна отдельной публикации: вместо стандартных 20% ученые практически «обжигали» развивающийся глаз концентрацией 40%.

Результат – почти идеальный орган зрения: абсолютно упорядоченные слои палочек и колбочек, последовательно и параллельно связанные со всеми последующими звеньями информационной цепи. Это принципиально отличает работу Ейраку ото всех предыдущих:

Получить фоторецепторы или «проводящие» нейроны сетчатки из ЭСК или индуцированных плюрипотентных клеток мыши и человека уже не составляет труда. Но в подобных экспериментах на выходе получается эдакая разнородная смесь из упомянутых палочек, колбочек, ганглионарных, биполярных и, что мало радует, непонятных типов клеток.

А вот из подобного «недоглаза» можно выделять полноценные клетки-предшественники целыми слоями и трансплантировать безо всяких опасений за последствия.

Кроме того, как показывает опыт клеточной терапии в лечении дефектов сетчатки, таких как возрастная дегенерация макулы или пигментная дистрофия, трансплантация клеток в виде слоя позволяет добиться большего эффекта.

Остается ждать повторения эксперимента с человеческими клетками. Примерная оценка срока — 1,5–3 года: столько времени обычно требуется для повторения «мышиных» результатов на тканях человека.