Jak se pěstují rybí oči v laboratoři

Naše tělo je tvořeno více než dvěma sty typy buněk, které jsou organizovány do tkání tvořících orgány. Přestože mají různorodé funkce, pocházejí z jedné populace embryonálních kmenových buněk. Pochopení vzniku složitých tkání a orgánů z diferencujících se embryonálních kmenových buněk může být mimo jiné klíčem k potenciální léčbě některých chorob.

Díky embryonálním kmenovým buňkám lze pěstovat orgány neboli „organoidy“ v laboratoři. Na Petriho misce už tak vyrostly lidské organoidy mozkové (Vesmír 98, 420, 2019/7), srdeční, střevní nebo třeba jaterní. Jejich vývoj ale trvá stejně dlouho jako vývoj odpovídajících orgánů v těle, tedy i měsíce. Právě časová náročnost hraje proti mnoha zamýšleným využitím.

Jiné organismy, jako například japonská rýžová ryba medaka (Oryzias latipes), se vyvíjejí podstatně rychleji: z kmenových buněk embrya v dospělou rybu za pouhých několik dní. Mají ale kmenové buňky těchto ryb potenciál vytvořit složitý orgán na Petriho misce za stejně krátkou dobu?

Nový objev ukázal, že to možné je. Kmenové buňky získané z rybích embryí se během pouhých čtyř dnů diferencovaly do několika typů buněk sítnice uspořádaných ve vrstvách tak, jak je tomu v opravdové sítnici. Stalo se tak nesmírně rychle, a navíc přesně – časosběrná analýza odhalila, že buňky věrně kopírují vývoj sítnice rybího embrya.

Porovnání vývoje sítnice v rybím embryu a sítnice vytvořené na Petriho misce v laboratoři. Barvy označují časné stadium vývoje oka – optický váček (purpurová vlevo), buňky budoucí sítnice (červená uprostřed), buňky budoucího sítnicového pigmentového epitelu a předního mozku (tyrkysová uprostřed) a vyvíjející se jednotlivé buněčné typy sítnice (zelená vpravo).

Ve spolupráci s Czexpats in Science (czexpats.org)

Otevírají se tím nové cesty k studiu vývoje a patologie sítnice na kultivační misce rychlým, reprodukovatelným a spolehlivým způsobem. Další kouzlo buněk z medaky spočívá v tom, že je můžeme velmi účinně geneticky modifikovat a pokusit se osvětlit, jak naše genetická výbava ovlivňuje vývoj sítnice a choroby s ní spojené.

Žílová L. et al.: eLife, 2021, DOI: 10.7554/eLife.66998.sa2