«Внутреннее ухо – только один из немногих органов, с которыми биопсия не сделана и из-за этого, человеческие внутренние ткани уха недостаточны в целях исследования», сказал Эри Хэшино, доктор философии, профессор Рут К. Холтон Отоларингологии в Медицинской школе IU. «Выращенные блюдом человеческие внутренние ткани уха предлагают беспрецедентные возможности развивать и проверить новые методы лечения на различные внутренние заболевания ушей».Исследование, опубликованное онлайн 1 мая по своей природе Биотехнология, было во главе с Карлом Р. Коехлером, доктором философии, доцентом в Отделе Операции на Голове и Отоларингологии и Шеи в Медицинской школе IU, и доктором Хэшино в сотрудничестве с Джеффри Холтом, доктором философии, преподавателем otology и laryngology в Медицинской школе Гарварда и Бостоне Детская Больница. Исследование основывается на предыдущей работе команды с техникой, названной трехмерной культурой, которая вовлекает стволовые клетки выведения в плавающую шарообразную совокупность, в отличие от традиционной клеточной культуры, в которой клетки растут в плоском слое на поверхности блюда культуры. Это допускает более сложные взаимодействия между клетками и создает окружающую среду, которая ближе к тому, что происходит в теле во время развития, сказал доктор Коехлер.
Стволовыми клетками человека культивирования этим способом и рассмотрением их с определенными сигнальными молекулами, следователи смогли вести клетки посредством ключевых процессов, вовлеченных в развитие человеческого внутреннего уха. Это привело к тому, что ученые назвали внутренним ухом «organoids» или трехмерными структурами, содержащими сенсорные нейроны и поддерживающими клетки найденный во внутреннем ухе.
«Это – по существу рецепт для того, как сделать человеческие внутренние уши из стволовых клеток», сказал доктор Коехлер, ведущий автор исследования и чья научно-исследовательская лаборатория работает над моделированием развития человека. «После щипания нашего рецепта в течение приблизительно года мы были потрясены обнаружить, что мы могли сделать многократное внутреннее ухо organoids в каждой совокупности клетки размером с горошину».Исследователи использовали генную технологию редактирования CRISPR, чтобы спроектировать стволовые клетки, которые произвели флуоресцентно маркированные внутренние сенсорные клетки уха. Будучи нацелен на маркированные клетки для анализа, они показали, что их organoids содержал население сенсорных нейронов, у которых есть та же самая функциональная подпись как клетки, которые обнаруживают силу тяжести и движение в человеческом внутреннем ухе.«Мы также нашли нейроны, как те, которые передают сигналы от уха до мозга, формируя связи с сенсорными нейронами», сказал доктор Коехлер. «Это – захватывающая особенность этих organoids, потому что и типы клетки – critcal для надлежащего слушания и баланса».
Доктор Хэшино сказал, что эти результаты – «реальный переломный момент, потому что вплоть до сих пор, потенциальные наркотики или методы лечения были проверены на клетках животных, которые часто ведут себя по-другому по сравнению с клетками человека».Исследователи в настоящее время используют человеческое внутреннее ухо organoids, чтобы учиться, как гены, которые, как известно, вызвали глухоту, прерывают нормальное развитие внутреннего уха и планируют начать самый первый показ препарата, используя человеческое внутреннее ухо organoids.
«Мы надеемся обнаружить, что новые наркотики, способные к помощи, восстанавливают посылающие звук волосковые клетки во внутреннем ухе тех, у кого есть тяжелые проблемы со слухом», сказал доктор Хэшино.