Sel-sel mata retina yang tumbuh di laboratorium membuat koneksi yang sukses, membuka pintu bagi uji klinis untuk mengobati kebutaan

Bukti adanya sinapsis yang menghubungkan pasangan sel retina yang berasal dari sel induk berpotensi majemuk manusia berasal dari pewarnaan merah infeksi oleh virus rabies yang dimodifikasi yang diteruskan dari satu sel dengan nukleus kuning melintasi sinaps ke sel yang hanya bersinar merah. Kredit: Laboratorium UW-Madison / Gamm.

Sel retina yang tumbuh dari sel induk dapat menjangkau dan terhubung dengan tetangga, menurut sebuah studi baru, menyelesaikan “jabat tangan” yang mungkin menunjukkan sel siap untuk uji coba pada manusia dengan gangguan mata degeneratif.

Lebih dari satu dekade yang lalu, para peneliti dari University of Wisconsin-Madison mengembangkan cara untuk menumbuhkan kelompok sel terorganisir, yang disebut organoid, yang menyerupai retina, jaringan peka cahaya di bagian belakang mata. Mereka membujuk sel kulit manusia yang diprogram ulang untuk bertindak sebagai sel induk untuk berkembang menjadi lapisan beberapa jenis sel retina yang merasakan cahaya dan akhirnya mengirimkan apa yang kita lihat ke otak.

“Kami ingin menggunakan sel-sel dari organoid tersebut sebagai bagian pengganti untuk jenis sel yang sama yang telah hilang dalam perjalanan penyakit retina,” kata David Gamm, profesor oftalmologi UW-Madison dan direktur McPherson Eye Research Institute yang laboratorium mengembangkan organoid. “Tapi setelah ditanam di cawan laboratorium selama berbulan-bulan sebagai kelompok yang padat, pertanyaannya tetap — apakah sel akan berperilaku tepat setelah kita memisahkannya? Karena itu adalah kunci untuk mengenalkannya ke mata pasien.”

Selama tahun 2022, kolaborator Gamm dan UW-Madison menerbitkan penelitian yang menunjukkan bahwa sel retinal yang tumbuh di piring yang disebut fotoreseptor merespons seperti retina yang sehat terhadap panjang gelombang dan intensitas cahaya yang berbeda, dan begitu mereka dipisahkan dari sel yang berdekatan di organoidnya, mereka dapat menjangkau tetangga baru dengan tali biologis karakteristik yang disebut akson.

“Bagian terakhir dari teka-teki adalah untuk melihat apakah kabel ini memiliki kemampuan untuk terhubung ke, atau berjabat tangan dengan, jenis sel retina lainnya untuk berkomunikasi,” kata Gamm, yang hasil barunya tentang koneksi yang berhasil antar sel akan dipublikasikan. minggu ini di Prosiding National Academy of Sciences.

Sel-sel di retina dan otak berkomunikasi melintasi sinapsis, celah kecil di ujung kabelnya. Untuk memastikan bahwa sel retina yang tumbuh di laboratorium memiliki kapasitas untuk menggantikan sel yang sakit dan membawa informasi sensorik seperti yang sehat, para peneliti perlu menunjukkan bahwa mereka dapat membuat sinapsis.

David Gamm di labnya. Kredit: UW-Madison

Xinyu Zhao, profesor ilmu saraf UW-Madison dan salah satu penulis studi baru, bekerja dengan sel-sel laboratorium Gamm untuk membantu mempelajari kemampuan mereka untuk membentuk koneksi sinaptik. Mereka melakukan ini dengan menggunakan virus rabies yang dimodifikasi untuk mengidentifikasi pasangan sel yang dapat membentuk sarana untuk berkomunikasi satu sama lain.

Tim peneliti, termasuk mahasiswa pascasarjana dan rekan penulis pertama Allison Ludwig dan Steven Mayerl, memecah organoid retina menjadi sel individu, memberi mereka waktu seminggu untuk memperpanjang akson mereka dan membuat koneksi baru, memaparkannya pada virus, dan kemudian mengambilnya. mengintip. Apa yang mereka lihat adalah banyak sel retina yang ditandai dengan warna fluoresen yang menunjukkan infeksi rabies telah menginfeksi satu sel di sinaps yang berhasil terbentuk di antara tetangga.

“Kami telah merajut cerita ini bersama-sama di lab, satu per satu, untuk membangun kepercayaan bahwa kami menuju ke arah yang benar,” kata Gamm, yang mematenkan organoid dan ikut mendirikan Opsis Therapeutics yang berbasis di Madison, yang mengadaptasi teknologi untuk mengobati gangguan mata manusia berdasarkan penemuan UW-Madison. “Semuanya mengarah, pada akhirnya, ke uji klinis pada manusia, yang merupakan langkah selanjutnya yang jelas.”

Setelah mereka memastikan adanya koneksi sinaptik, para peneliti menganalisis sel-sel yang terlibat dan menemukan bahwa tipe sel retina yang paling umum membentuk sinapsis adalah fotoreseptor—batang dan kerucut—yang juga hilang pada penyakit seperti retinitis pigmentosa dan degenerasi makula terkait usia. seperti pada cedera mata tertentu. Jenis sel yang paling umum berikutnya, sel ganglion retinal, mengalami degenerasi pada gangguan saraf optik seperti glaukoma.

“Itu adalah wahyu penting bagi kami,” kata Gamm. “Ini benar-benar menunjukkan potensi dampak luas organoid retina ini.”

Informasi lebih lanjut: Allison L. Ludwig et al, Pembentukan ulang konektivitas sinaptik dalam kultur organoid retina yang diturunkan dari sel punca manusia, Prosiding National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2213418120 Disediakan oleh University of Wisconsin-Madison

Kutipan: Sel mata retina yang tumbuh di laboratorium membuat koneksi yang sukses, pintu terbuka untuk uji klinis untuk mengobati kebutaan (2023, 4 Januari) diambil 4 Januari 2023 dari https://medicalxpress.com/news/2023-01-lab-grown-retinal -eye-cells-successful.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.