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Crescendo um olho para a transplantação: potenciais e armadilhas

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

Os cientistas têm trabalhado duramente para trazer no futuro aproximadamente um momento quando nós podemos crescer “um olho em um prato” e o usar para que a transplantação restaure a visão de alguém que é cego, e não são tão distantes fora como você pôde pensar.

É importante compreender como a revelação do olho acontece normalmente de modo que nós possamos tentar a replicate no laboratório. Nós identificamos um número de genes importantes que têm um impacto principal na revelação do olho quando são defeituosos.

Por exemplo, algumas mutações genéticas conduzem ao anophthalmia (um ou nenhum olho actual) ou ao microphthalmia (olhos anormalmente pequenos) visto que outro conduzem aos defeitos pilha-específicos como a ausência de hastes ou de cones na parte traseira do olho, as pilhas (fotorreceptores) que são responsáveis para detectar a luz.

SR. varredura de T2-weighted de um paciente com anophthalmia unilateral. Note a presença de tecido amorfo e de estruturas que assemelham-se aos músculos extraocular dentro da órbita direita anophthalmic. A junção direita do nervo ótico/chiasm parece atenuada um pouco do que o tecido neural residual possível de sugestão ausente do nervo ótico. © Verma COMO/terras comuns de Wikimedia.

Crescendo um olho no laboratório

Os genes que determinam onde um olho se torna, como grande serão, os tipos da pilha que se tornam dentro deles e a função daquelas pilhas é regulada muito firmemente, como você pôde imaginar. A chave é comutá-los sobre no lugar direito na hora certa e no pedido direito. As proteínas reguladoras chamaram o controle dos factores da transcrição isto.

Os factores da transcrição são como o condutor em uma orquestra, sinalizando que músicos precisam de jogar durante cada barra de uma sinfonia. Como o condutor em uma orquestra, os factores da transcrição regulam que de muitos milhares de genes precisam “de jogar” durante cada fase durante a revelação do embrião humano e do olho.

Os factores da transcrição e os genes que regulam são todos codificados em nosso ADN. O ADN é essencialmente o manual da instrução de um ser humano tornando-se que esteja empacotado na única pilha essa formulários quando o esperma fertiliza o ovo.

Esta pilha divide-se em em dois pilhas, a seguir quatro, a seguir oito, até que uma bola das pilhas esteja formada que cada um tem o potencial formar um ser humano inteiro, uma placenta e uma cavidade amniotic depois das instruções em nosso ADN. Estas pilhas são verdadeiramente onipotentes!

Uma cavidade forma dentro do ovo, e o embrião torna-se de uma coleção das pilhas dentro da cavidade chamada a massa interna da pilha.

Enquanto estas pilhas estão limitadas ao crescimento em um embrião (não placenta ou saco amniotic), estão chamadas pluripotent um pouco do que onipotentes. Quando os cientistas referem células estaminais embrionárias humanas (hESCs), significam as pilhas pluripotent da massa interna da pilha.

Uma descoberta científica principal era que os hESCs poderiam ser cultivados no laboratório para crescer em 3D olho-como estruturas, simplesmente adicionando determinados nutrientes e factores de crescimento nos media de cultura. Parece que uma vez que os hESCs tinham sido ajustados neste caminho desenvolvente, podiam se organizar em formar um olho, sem a expressão forçada de toda a transcrição fatora.

O inconveniente é que os hESCs estão tomados dos embriões deixados sobre seguinte tratamento de IVF. Seu uso é regulado firmemente e as éticas de usar este tecido para a pesquisa são debatidas quente.

Uma descoberta mais adicional ocorreu quando os cientistas encontraram que as pilhas inteiramente diferenciadas, por exemplo células epiteliais, poderiam ser reprogrammed para ir para trás a tempo e se tornar “induziu” células estaminais pluripotent (iPSCs). Todo o isto parece exigir é a expressão forçada de quatro factores da transcrição nas células epiteliais que normalmente são expressadas somente nas células estaminais.

Esta descoberta abriu a possibilidade de tomar uma biópsia da pele de um paciente e de reprogramming as pilhas de novo em iPSCs, de modo que pudessem ser crescidas em tecidos do olho no laboratório, usando próprias pilhas do paciente um pouco do que hESCs.

Desafios do futuro

Há ainda muitos desafios a endereçar antes que nós possamos usar os olhos crescidos no laboratório para a transplantação. A retina tem uns circuitos complicados compreendidos das pilhas de nervo que são importantes para processar a informação visual em uma imagem percebida.

Não é tão simples transplantar um olho ou as pilhas do indivíduo tomadas de um olho e colocá-los em outro, esperando o conectar acima perfeitamente com todos os nervos responsáveis para a visão normal.

Por exemplo, há as barreiras físicas que transplantaram as hastes e os cones teriam que superar para se posicionar no lugar direito e para os conectar com os nervos na retina do anfitrião.

Os processos da doença que conduzem à cegueira no primeiro lugar podem ter conduzido a scarring e à remodelar da retina do anfitrião, de modo que as pilhas transplantadas não não tenham nada deixado para conectar com.

É mais fácil transplantar a outra pilha dactilografa dentro o olho que não têm estas edições, como as pilhas epiteliais do pigmento retina (RPE) que podem igualmente ser crescidas dos hESCs e dos iPSCs no laboratório.

As pilhas de RPE são posicionadas ao lado dos fotorreceptores da haste e do cone, mas não são envolvidas nos circuitos complicados da retina. Seu papel é fornecer nutrientes aos fotorreceptores, levar embora restos da produção, e recicl moléculas sensíveis à luz.

Algumas causas comuns da cegueira, como degeneração macular relativa à idade, são realmente doenças do RPE - os fotorreceptores obtêm danificados como os espectadores à inflamação e ao sangramento que ocorrem.

É por isso os ensaios clínicos que testam a eficácia de terapias de célula estaminal estão transplantando pilhas e não fotorreceptores de RPE. Até agora, os resultados parecem prometedores e a transplantação de pilhas de RPE parece ser segura.

Assim o tempo no futuro quando nós podemos crescer “um olho em um prato” e o usar para que a transplantação restaure a visão de alguém que é cego, não está tão muito longe.

Reconhecimentos

Luta para a vista - alguém no mundo vai cortinas cada cinco segundos.

Nossa missão é parar a perda da vista em suas trilhas. Financiando a pesquisa de abertura de caminhos do olho, nós estamos criando um futuro onde todos pode ver.

Further Reading

Sobre o Dr. Denize Atan

O Dr. Atan terminou seu treinamento médico na universidade de Cambridge então Oxford.

Após a especialização na medicina geral e a obtenção da sociedade da faculdade real dos médicos (MRCP, Reino Unido), tornou-se cada vez mais interessada na grande variedade de doenças sistemáticas que afectam o olho e a visão geralmente.

Empreendeu sua formação de especialistas na oftalmologia na região ocidental sul, incluindo o hospital do olho de Oxford e o hospital do olho de Bristol, e estava em Bristol que seu interesse actual da pesquisa na genética da ocular foi inflamado.

O Dr. Atan terminou um PhD na genética da ocular da universidade de Bristol em 2008, seguida por uma bolsa de estudo cargo-doutoral financiada confiança da pesquisa de Wellcome em Toronto, Canadá. Terminou seu treinamento na oftalmologia e recebeu a medalha de Harcourt para a marca a mais alta nos exames da bolsa de estudo da faculdade real dos oftalmologista (FRCOphth).  

Desenvolveu mais tarde sua experiência clínica na Neuro-Oftalmologia com uma bolsa de estudo superior em Birmingham e actualmente os trabalhos como o conferente clínico superior e o consultante honorário na Neuro-oftalmologia em Bristol Eye o hospital.

O Dr. Atan promove activamente o acoplamento público com ciência, a igualdade para homens e mulheres na ciência e a necessidade para a pesquisa da visão.


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Last Updated: Jun 25, 2019

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