21:00 
До сих пор было трудно поддерживать ганглиозные клетки сетчатки глубоко внутри органоидов в течение длительного периода времени. Поступление питательных веществ и кислорода в плотно упакованные ткани ограничено, что приводит к гибели клеток. Международная группа под руководством профессора Фолькера Бускампа из Университетской больницы Бонна (UKB), Боннского университета и Института молекулярной и клинической офтальмологии Базеля решила эту проблему, объединив органоиды сетчатки, полученные из стволовых клеток человека, с эндотелиальными клетками, которые интегрируются в органоиды и создают люменоподобные сети, которые транспортируют питательные вещества и кислород - важнейшее требование для сохранения чувствительных ганглиозных клеток сетчатки. In vivo аксоны ганглиозных клеток сетчатки формируют зрительный нерв и передают зрительную информацию от сетчатки к высшим областям мозга.
Ученые протестировали несколько методов интеграции сосудистых клеток и обнаружили, что предварительно культивированные эндотелиальные клетки лучше всего интегрируются в уже сформированные органоидные сферы. Этот подход сохраняет процессы развития, одновременно значительно увеличивая количество выживших ганглиозных клеток. Анализы показывают, что типы клеток в вРО дифференцируются нормально, в то время как клетки зрительного нерва выживают дольше и достигают более высокой функциональной зрелости.
Чтобы изучить активность ганглиозных клеток, исследователи использовали микроэлектроды и микрофлюидные устройства, которые позволяют аксонам ганглиозных клеток стабильно расти. В этих вРО ганглиозные клетки сетчатки более активны: они посылают электрические сигналы чаще, синхроннее и с более высокой интенсивностью, чем клетки неваскуляризированных органоидов. Используя оптогенетические методы, клетки можно было точно стимулировать светом, что приводило к заметно более сильным и надежным ответам. После нескольких недель созревания васкуляризированные органоиды сформировали функциональные пути световых сигналов: фоторецепторы реагировали на световые стимулы, и сигналы правильно передавались к ганглиозным клеткам, включая типичные паттерны ответа «ВКЛ», «ВЫКЛ» и «ВКЛ-ВЫКЛ».
Включение сосудистых клеток значительно улучшает выживаемость и функционирование ганглиозных клеток, что позволяет впервые всесторонне in vitro продемонстрировать вертикальную передачу сигнала от фоторецепторов к ганглиозным клеткам. Это достижение делает органоиды сетчатки функциональной платформой in vitro для изучения развития и заболеваний сетчатки человека».
Профессор Фолькер Бускамп, автор исследования и руководитель исследовательской группы дегенеративных заболеваний сетчатки в UKB
Он также является членом Трансдисциплинарного исследовательского направления (TRA) «Жизнь и здоровье» Боннского университета.
Кроме того, васкуляризированные органоиды продемонстрировали способность реагировать на гипоксию. В условиях низкого содержания кислорода искусственные сосуды образовывали новые сети, аналогичные изменениям, наблюдаемым при некоторых заболеваниях сетчатки. Это открывает возможности для моделирования таких состояний, как ретинопатия недоношенных, и для тестирования новых терапевтических подходов.
Метод прост в применении и может быть адаптирован к другим органоидным моделям сетчатки человека. модели, которые содержат функциональные ганглиозные клетки сетчатки и позволяют разрабатывать пути светового сигнала в лаборатории. Эти достижения открывают новые перспективы для изучения заболеваний сетчатки, тестирования лекарств и разработки будущих методов лечения.
