Menselijke geïnduceerde pluripotente stamcellen (IPSCs) kunnen worden gebruikt om hersenorganoïden te genereren met een oogstructuur.
Organoïden zijn stukjes orgaanweefsel die gekweekt zijn uit stamcellen. 3D menselijke hersenorganoïden afkomstig van geïnduceerde pluripotente stamcellen bieden ongekende mogelijkheden om de complexiteit van hersenontwikkeling en -ziekten te bestuderen.
Zo blijkt ook uit het onderzoek aan de Heinrich Heine Universität in Düsseldorf. Een team onder leiding van Jay Gopalakrishnan heeft aangetoond dat organoïden spontaan bilateraal symmetrische optische kopjes aan de voorzijde van het hersenachtige deel van de organoïde ontwikkelden. Hieruit blijkt dat IPSCs in staat zijn zichzelf te assembleren in een uiterst complex biologisch proces.
Netvliesaandoeningen
Deze organoïden kunnen helpen bij het bestuderen van de interactie tussen hersenen en ogen tijdens de embryonale ontwikkeling, bij het modelleren van aangeboren netvliesaandoeningen en bij het genereren van patiëntspecifieke netvliesceltypes voor het testen van gepersonaliseerde geneesmiddelen en transplantatietherapieën.
“Ons werk benadrukt nog eens het opmerkelijke vermogen van hersenorganoïden om primitieve zintuigstructuren te genereren die gevoelig zijn voor licht en celtypes hebben die vergelijkbaar zijn met die in het lichaam”, zegt Jay Gopalakrishnan in een persbericht. Hij is hoogleraar aan de faculteit Geneeskunde van de Heinrich Heine Universität in Düsseldorf en de hoofdauteur van de studie.
Optische kopjes
Gopalakrishnan en zijn team wijzigden een protocol dat zij eerder hadden ontwikkeld voor het omzetten van IPSCs in neuraal weefsel. De menselijke hersenorganoïden vormden optische kopjes die al na 30 dagen verschenen en binnen 50 dagen tot zichtbare structuren uitgroeiden. Dit tijdsbestek komt overeen met de ontwikkeling van het netvlies in het menselijk embryo.
De onderzoekers genereerden 314 hersenorganoïden, waarvan 72 procent optische zenuwkoppen vormde, waaruit blijkt dat de methode reproduceerbaar is. Deze structuren bevatten verschillende typen netvliescellen die elektrisch actieve neuronale netwerken vormden die op licht reageerden. De hersenorganoïden bevatten ook lens- en hoornvliesweefsel en vertoonden een verbinding tussen het netvlies en de hersengebieden.
Oogzenuw
In toekomstige studies hopen de onderzoekers strategieën te ontwikkelen om de koppen van de oogzenuw gedurende lange perioden levensvatbaar te houden en deze te gebruiken om de mechanismen te bestuderen die netvliesziekten veroorzaken. De studie verscheen deze week in het tijdschrift Cell Stem Cell (Elsevier).
Lees dat de Heinrich Heine Universität ook voorop loopt bij het zuiveren van oppervlaktewater
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
