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Coltura dell'occhio per trapianto: potenziali e trabocchetti

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

Gli scienziati stanno lavorando duro per determinare un momento in futuro quando possiamo coltivare “un occhio in un piatto„ ed usarlo affinchè il trapianto riparassimo la visione di qualcuno che fosse cieco e non sono distanti come potreste pensare.

È importante capire come lo sviluppo dell'occhio accade normalmente in moda da poterci provare noi a ripiegarlo in laboratorio. Abbiamo identificato una serie di geni importanti che hanno un effetto principale sullo sviluppo dell'occhio quando sono difettosi.

Per esempio, alcune mutazioni genetiche piombo all'anoftalmia (un o nessun occhio presente) o alla microftalmia (occhi anormalmente piccoli) mentre altri piombo ai difetti cella-specifici come l'assenza di coni retinici o di coni alla parte posteriore dell'occhio, le celle (fotoricettori) che sono responsabili della rilevazione dell'indicatore luminoso.

SIG. scansione di T2-weighted di un paziente con l'anoftalmia unilaterale. Noti la presenza di tessuto amorfo e di strutture che somigliano ai muscoli extraocular all'interno di giusta orbita anophthalmic. La giusta giunzione chiasm/del nervo ottico sembra attenuata piuttosto che il tessuto neurale residuo possibile di suggerimento assente del nervo ottico. © Verma COME/terreni comunali di Wikimedia.

Coltura dell'occhio in laboratorio

I geni che determinano dove un occhio si sviluppa, quanto grande saranno, i tipi delle cellule che si sviluppano all'interno di e la funzione di quelle celle è regolamentata molto strettamente, come potreste immaginare. Il tasto è di passarle sopra nel giusto posto al momento giusto e nel giusto ordine. Le proteine regolarici hanno chiamato il controllo di fattori di trascrizione questo.

I fattori di trascrizione sono come il conduttore in un'orchestra, segnalante quali musicisti devono giocare durante l'ogni barra di una sinfonia. Come il conduttore in un'orchestra, i fattori di trascrizione regolamentano che di molte migliaia di geni devono “giocare„ durante l'ogni fase durante lo sviluppo dell'embrione umano e dell'occhio.

I fattori di trascrizione ed i geni che regolamentano sono tutti codificati in nostro DNA. Il DNA è essenzialmente il manuale di istruzioni di un essere umano di sviluppo che è imballato nell'unicellulare quel moduli quando lo sperma fertilizza l'uovo.

Questa cella si divide in in due celle, quindi quattro, quindi otto, fino a formare una palla delle celle che ciascuna ha il potenziale di formare un intero essere umano, una placenta e un'intercapedine amniotica dopo le istruzioni in nostro DNA. Queste celle sono vero onnipotenti!

Un'intercapedine si forma dentro l'uovo e l'embrione si sviluppa da una collezione di celle dentro l'intercapedine chiamata il Massachusetts interno delle cellule.

Mentre queste celle sono limitate alla crescita in un embrione (non placenta o sacco amniotico), sono chiamate pluripotent piuttosto che onnipotenti. Quando gli scienziati si riferiscono alle cellule staminali embrionali umane (hESCs), significano le celle pluripotent del Massachusetts interno delle cellule.

Una scoperta scientifica importante era che i hESCs potrebbero essere coltivati in laboratorio per svilupparsi nelle strutture del tipo di occhio 3D, semplicemente aggiungendo determinate sostanze nutrienti ed i fattori di crescita nei terreni di coltura. Sembra che una volta che i hESCs fossero stati collocati su questa via inerente allo sviluppo, abbiano potuti organizzarsi nella formazione dell'occhio, senza l'espressione forzata di tutti i fattori di trascrizione.

Lo svantaggio è che i hESCs sono catturati dagli embrioni rimasti dopo il trattamento di IVF. Il loro uso è regolamentato strettamente e l'etica di usando questo tessuto per la ricerca è dibattuta caldo.

Un'innovazione ulteriore ha accaduto quando gli scienziati hanno trovato che le celle completamente differenziate, per esempio cellule epiteliali, potrebbero essere riprogrammate per ritornare indietro nel tempo e diventare “ha incitato„ le cellule staminali pluripotent (iPSCs). Tutto questo sembra richiedere è l'espressione forzata di quattro fattori di trascrizione in cellule epiteliali che normalmente sono espresse soltanto in cellule staminali.

Questa scoperta ha aperto la possibilità di cattura della biopsia dell'interfaccia da un paziente e di riprogrammare le celle nuovamente dentro i iPSCs, di modo che hanno potuto svilupparsi nei tessuti dell'occhio in laboratorio, facendo uso delle proprie celle del paziente piuttosto che i hESCs.

Sfide di futuro

Ci sono ancora molte sfide da indirizzare prima che possiamo utilizzare gli occhi sviluppati nel laboratorio per trapianto. La retina ha i circuiti complicati formati dalle cellule nervose che sono importanti per trasformare le informazioni visive in un'immagine percepita.

Non è così semplice da trapiantare un occhio o le celle della persona catturate da un occhio e da collocarli in un altro, invitare per collegarsi perfettamente con tutti i nervi responsabili della visione normale.

Per esempio, ci sono barriere fisiche che hanno trapiantato i coni retinici ed i coni dovrebbero sormontare per posizionarsi nel giusto posto e per connettere con i nervi nella retina ospite.

I trattamenti di malattia che piombo a cecità in primo luogo possono piombo allo sfregio ed alla ricostruzione della retina ospite, di modo che le celle trapiantate fanno lasciare niente di per connettere con.

È più facile da trapiantare l'altra cella digita dentro l'occhio che non abbiano queste emissioni, come le celle epiteliali del pigmento retinico (RPE) che possono anche svilupparsi dai hESCs e dai iPSCs in laboratorio.

Le celle di RPE sono posizionate accanto ai fotoricettori del cono e dei bastoncini, ma non sono non coinvolgere nei circuiti complicati della retina. Il loro ruolo è di fornire le sostanze nutrienti ai fotoricettori, di portare via i residui e riciclare le molecole sensibili alla luce.

Alcune cause comuni di cecità, come degenerazione maculare senile relativa all'età, sono realmente malattie del RPE - i fotoricettori si rovinano come spettatori all'infiammazione ed allo spurgo che accadono.

Ecco perché i test clinici che verificano l'efficacia delle terapie della cellula staminale stanno trapiantando le celle e non i fotoricettori di RPE. Finora, i risultati sembrano promettenti ed il trapianto delle celle di RPE sembra essere sicuro.

Così il tempo in futuro quando possiamo coltivare “un occhio in un piatto„ ed usarlo affinchè il trapianto ripariamo la visione di qualcuno che sia cieco, non è così molto lontano.

Ringraziamenti

Lotta per vista - qualcuno nel mondo diventa cieco ogni cinque secondi.

La nostra missione è di fermare la perdita di vista nei sui cingoli. Costituendo un fondo per la ricerca aprente la strada dell'occhio, stiamo creando un futuro che ognuno può vedere.

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Circa Dott. Denize Atan

Il Dott. Atan ha completato la sua istruzione medica all'università di Cambridge poi Oxford.

Dopo la specializzazione in medicina generale ed avere ottenuto l'appartenenza dell'istituto universitario reale dei medici (MRCP, Regno Unito), è stato sempre più interessata nella grande varietà di malattie sistematiche che pregiudicano l'occhio e la visione in generale.

Ha intrapreso il suo addestramento specialistico in oftalmologia nella regione ad ovest del sud, compreso l'ospedale dell'occhio di Oxford e l'ospedale dell'occhio di Bristol ed era in Bristol che il suo interesse corrente della ricerca nella genetica oculare è stato bruciato.

Il Dott. Atan ha completato un PhD nella genetica oculare dall'università di Bristol nel 2008, seguita da un'amicizia post-dottorato della ricerca costituita un fondo per la fiducia di Wellcome a Toronto, il Canada. Ha rifinito il suo addestramento in oftalmologia ed ha ricevuto la medaglia di Harcourt per il più alto segno negli esami di amicizia dell'istituto universitario reale degli oftalmologi (FRCOphth).  

Più successivamente ha sviluppato la sua competenza clinica in Neuro-Oftalmologia con un'amicizia senior a Birmingham e corrente gli impianti come il conferenziere clinico senior e consulente onorario in Neuro-oftalmologia a Bristol Eye l'ospedale.

Il Dott. Atan attivamente promuove l'impegno pubblico con scienza, l'uguaglianza per gli uomini e le donne nella scienza e l'esigenza di " Vision Research ".


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Last Updated: Jun 25, 2019

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