211service.com
Näthinnatransplantationer från stamceller
Forskare har skapat en tredimensionell, näthinnaliknande struktur av mänskliga embryonala stamceller som de hoppas en dag skulle kunna fungera som en näthinnetransplantation för personer med makuladegeneration och andra sjukdomar i näthinnan. Deras metod, publicerad nyligen i Journal of Neuroscience Methods , erbjuder en potentiell ny cellkälla för retinaltransplantationer.
Skapa näthinnor: Ett ark av celler som härrör från mänskliga embryonala stamceller har lirats till att bli celler i näthinnan i ett tidigt stadium. Arket innehåller en blandning av omogna neurala celler (röda) och differentierande neuroner (gröna). Cellkärnor visas i blått.
Hans Keirstead , huvudförfattare till uppsatsen och en stamcellsbiolog vid University of California, Irvine, säger att metoden är utformad för att tillhandahålla ett alternativ till mänskliga fostervävnadstransplantationer, som har utförts på en liten grupp patienter och har resulterat i förbättrad syn . Fosterceller är svåra att få tag på och väcker etiska frågor. Vi ville verkligen bygga vidare på den tekniken genom att skapa en förnybar vävnadskälla, säger han.
I denna studie skapade forskarna först två typer av celler från mänskliga embryonala stamceller: retinala celler i tidigt skede och retinala pigmentepitelceller (RPE), som ger näring till cellerna som är ansvariga för synen i näthinnan. Forskarna odlade sedan dessa två typer av celler tillsammans i en kammare utformad för att exponera dem för en gradient av koncentrationer av lösta ämnen och tillväxtfrämjande kemikalier. Cellerna kunde bilda tredimensionella strukturer, en bedrift som sällan uppnås med stamceller.
Keirstead menar att studien pekar på två viktiga strategier för att skapa retinala transplantationer: odling av tidiga retinala celler tillsammans med RPE-celler, och att bada cellerna i en gradvis föränderlig lösning som uppmuntrar utvecklingen av tredimensionella lager av celler. Hans team fann att detta tillvägagångssätt genererade retinala celler i tidigt skede som var på väg att differentiera sig till alla olika celltyper i näthinnan.
Keirstead tror att en näthinnetransplantation kommer att fungera bäst när den är gjord av celler som inte har utvecklats fullt ut. Det tredimensionella lagret är målmedvetet ungt, säger han. Tidigare studier har funnit att yngre celler är mer benägna att integreras med befintlig vävnad efter transplantation, snarare än att dö.
Robert Lanza , chief scientific officer vid Advanced Cell Technologies, som inte var involverad i studien, säger att hans team upptäckte för flera år sedan att när mänskliga embryonala stamceller omvandlades till RPE-celler skulle andra stamceller spontant bilda lager, inklusive fläckar av fotoreceptorer. Det här dokumentet visar att du kan dra nytta av denna naturliga process och för första gången använda vävnadstekniska tekniker för att generera tredimensionella näthinnaliknande strukturer, säger han.
Men Lanza är skeptisk till den kliniska användbarheten av sådana strukturer. Du kan inte bara transplantera en näthinna och återställa synen, säger han, eftersom det kräver att man gör en serie komplexa kopplingar med hjärnan. Även om han säger att det kan visa sig vara en fördel med att använda tre konstruktioner av celler, för tillfället kan det vara det bästa sättet att ersätta individuella celltyper för att hjälpa patienter som lider av ögonsjukdomar.
Forskare har arbetat med flera metoder för näthinnetransplantationer. Ett tillvägagångssätt, ledd av Advanced Cell Technologies, är att förvandla mänskliga embryonala stamceller till RPE-celler och transplantera dem till näthinnan. Behandlingen skulle fungera bäst i de tidiga stadierna av degeneration för att stoppa ytterligare framsteg, snarare än att återställa syn som redan är förlorad. Ett annat tillvägagångssätt är att transplantera stamceller som är i de tidiga stadierna av att bli ljuskänsliga fotoreceptorer, vilket har visat sig vara effektivt hos möss.
Ännu en strategi är att använda ung vävnad istället för individuella celler. Fostervävnadstransplantationer har visat viss framgång hos djur såväl som en liten grupp människor. En studie publicerad 2008 visade att sju av tio patienter som fick transplantationerna hade förbättrad syn. Det har dock förekommit debatt om huruvida dessa transplantationer faktiskt integreras i den befintliga vävnaden. Keirstead har genomfört en serie studier på djur som han säger visar att transplanterad vävnad fungerar i ögat. Om så är fallet kan strategin vara användbar för degeneration i senare skede, när den befintliga näthinnan har förlorat mycket av sin funktion.
För Keirsteads team är nästa steg att visa att vävnad som härrör från stamceller kan fungera korrekt. Hans labb transplanterar för närvarande vävnaden till råttor för att avgöra om transplantationerna kan överleva och införlivas i ögat och om de förbättrar djurens syn.