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Élevage d'un oeil pour la greffe : potentiels et pièges

By Keynote ContributorDr Denize AtanSenior Lecturer and Honorary Consultant in
Neuro-ophthalmology at the Bristol Eye Hospital

Les scientifiques avaient travaillé dur pour provoquer un moment à l'avenir quand nous pouvons élever « un oeil dans une assiette » et l'employer pour que la greffe remette la visibilité de quelqu'un qui est borgne, et ils ne sont pas en ligne aussi lointains que vous pourriez penser.

Il est important de comprendre comment le développement d'oeil se produit normalement de sorte que nous puissions essayer de le reproduire dans le laboratoire. Nous avons recensé un certain nombre de gènes importants qui ont un impact majeur sur le développement d'oeil quand ils sont défectueux.

Par exemple, quelques mutations génétiques mènent à l'anophthalmia (un ou aucun yeux actuels) ou à la microphtalmie (yeux anormalement petits) alors que d'autres mènent aux défectuosités de cellule-détail comme l'absence des tiges ou des cônes au fond de l'oeil, les cellules (photorécepteurs) qui sont responsables de trouver la lumière.

M. échographie de T2-weighted d'un patient avec l'anophthalmia unilatéral. Notez la présence du tissu amorphe et des structures ressemblant à des muscles extra-oculaires dans la bonne orbite anophthalmic. La bonne jonction de nerf optique/chiasma semble atténuée plutôt que le tissu neural résiduel possible de proposition absent de nerf optique. © Verma COMME/terrains communaux de Wikimedia.

Élevage d'un oeil dans le laboratoire

Les gènes qui déterminent où un oeil se développe, combien grand ils seront, les types de cellules qui se développent dans eux et le fonctionnement de ces cellules est très fortement réglé, comme vous pourriez imaginer. La clavette est de les commuter en circuit dans la bonne place au bon moment et dans la bonne commande. La transcription appelée de protéines de réglementation factorise le contrôle ceci.

Les facteurs de transcription sont comme le conducteur dans un orchestre, signalant quels musiciens doivent jouer pendant chaque barre d'un symphonie. Comme le conducteur dans un orchestre, les facteurs de transcription règlent qui de beaucoup de milliers de gènes doivent « jouer » pendant chaque étape pendant le développement de l'embryon humain et observer.

Les facteurs de transcription et les gènes qu'ils règlent sont tous codés dans notre ADN. L'ADN est essentiellement le manuel de directives d'un être humain se développant qui est empaqueté dans la cellule cette des formes quand le sperme fertilise l'oeuf.

Cette cellule se divise en deux cellules, puis quatre, puis huit, jusqu'à ce qu'on forme une bille des cellules que chacune a le potentiel de former un être humain entier, un placenta et une cavité aniotique après les directives dans notre ADN. Ces cellules sont vraiment omnipotentes !

Une cavité forme à l'intérieur de l'oeuf, et l'embryon développe à partir d'une collection de cellules à l'intérieur de la cavité appelée Massachusetts intérieur de cellules.

Pendant que ces cellules sont limitées à l'élevage dans un embryon (pas placenta ou sac aniotique), elles sont pluripotent appelé plutôt qu'omnipotentes. Quand les scientifiques se réfèrent aux cellules souche embryonnaires humaines (hESCs), ils veulent dire les cellules pluripotent de Massachusetts intérieur de cellules.

Une découverte scientifique importante était que des hESCs pourraient être cultivés dans le laboratoire pour se développer dans les structures 3D comme un oeil, simplement en ajoutant certains éléments nutritifs et facteurs de croissance dans les milieux de culture. Il s'avère qu'une fois que les hESCs avaient été réglés sur cette voie de développement, ils pouvaient se dispenser en former un oeil, sans expression obligatoire de n'importe quelle transcription factorise.

L'inconvénient est que des hESCs sont pris des embryons laissés au-dessus de la demande de règlement suivante d'IVF. Leur utilisation est fortement réglée et l'éthique d'employer ce tissu pour la recherche sont discutées avec chaleur.

Une autre découverte s'est produite quand les scientifiques ont constaté que des cellules entièrement différenciées, par exemple cellules de la peau, pourraient être reprogrammées pour retourner à temps et pour devenir les cellules souche pluripotent « induites » (iPSCs). Tout ceci semble exiger est l'expression obligatoire de quatre facteurs de transcription en cellules de la peau qui normalement sont seulement exprimées en cellules souche.

Cette découverte a ouvert la possibilité de prendre une biopsie cutanée d'un patient et de reprogrammer les cellules de nouveau dans des iPSCs, de sorte qu'elles aient pu être développées dans des tissus d'oeil dans le laboratoire, utilisant les propres cellules du patient plutôt que des hESCs.

Futurs défis

Il restent beaucoup de défis à l'adresse avant que nous puissions employer des yeux développés dans le laboratoire pour la greffe. La rétine a des circuits compliqués consistés en les cellules nerveuses qui sont importantes pour transformer l'indication visuelle en image perçue.

Il n'est pas aussi simple de transplanter un oeil ou des cellules de personne prises d'un oeil et de les mettre dans des des autres, s'attendant à ce qu'ils branchent parfaitement à tous les nerfs responsables de la visibilité normale.

Par exemple, il y a des entraves physiques que les tiges transplantées et les cônes devraient surmonter pour positionner elles-mêmes dans la bonne place et pour brancher aux nerfs dans la rétine d'hôte.

Les procédés de la maladie qui mènent à la cécité en premier lieu ont pu avoir mené au marquage et à la retouche de la rétine d'hôte, de sorte que des cellules transplantées ne fassent laisser rien pour brancher à.

Il est plus facile de transplanter l'autre cellule saisit l'oeil qui n'ont pas ces éditions, comme les cellules épithéliales rétiniennes de pigment (RPE) qui peuvent également être développées des hESCs et des iPSCs dans le laboratoire.

Des cellules de RPE sont positionnées à côté des photorécepteurs de tige et de cône, mais elles ne sont pas impliquées dans les circuits compliqués de la rétine. Leur rôle est de fournir des éléments nutritifs aux photorécepteurs, d'emporter des produits de déchets, et réutiliser les molécules sensibles à la lumière.

Quelques causes classiques de cécité, comme la dégénérescence maculaire liée à l'âge, sont réellement les maladies du RPE - les photorécepteurs obtiennent endommagés comme spectateurs à l'inflammation et à la purge qui se produisent.

C'est pourquoi les tests cliniques vérifiant l'efficacité des traitements de cellule souche transplantent des cellules et pas des photorécepteurs de RPE. Jusqu'ici, les résultats semblent prometteurs et la greffe des cellules de RPE semble être sûre.

Ainsi le temps à l'avenir quand nous pouvons élever « un oeil dans une assiette » et l'employer pour que la greffe remette la visibilité de quelqu'un qui est borgne, n'est pas aussi très loin.

Remerciements

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Notre mission est d'arrêter la perte de vue dans ses pistes. En finançant la recherche pilote d'oeil, nous produisons un contrat à terme où chacun peut voir.

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Au sujet de M. Denize Atan

M. Atan a complété sa formation médicale à l'université de Cambridge puis Oxford.

Après la spécialisation en médecine générale et l'obtention de l'appartenance de l'université royale des médecins (MRCP, R-U), il est devenu de plus en plus intéressé par la variété grande de maladies systémiques qui affectent l'oeil et la visibilité en général.

Il a entrepris sa formation des spécialistes en ophthalmologie dans la région occidentale du sud, y compris l'hôpital d'oeil d'Oxford et l'hôpital d'oeil de Bristol, et il était dans Bristol que son intérêt actuel de recherches pour la génétique oculaire a été enflammé.

M. Atan a complété un PhD en génétique oculaire de l'université de Bristol en 2008, suivie d'une camaraderie post-doctorale financée par confiance de recherches de Wellcome à Toronto, le Canada. Il a terminé sa formation en ophthalmologie et a reçu la médaille de Harcourt pour le repère le plus élevé dans les examens de camaraderie de l'université royale des ophtalmologues (FRCOphth).  

Il plus tard a développé ses compétences cliniques en Neuro-Ophthalmologie avec une camaraderie supérieure à Birmingham et actuel les travaux en tant que le conférencier clinique supérieur et conseiller honorifique en Neuro-ophthalmologie chez Bristol observent l'hôpital.

M. Atan introduit activement l'engagement public avec la science, l'égalité pour les hommes et des femmes en science et le besoin de recherche de visibilité.


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Last Updated: Jun 25, 2019

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