Retas Manusia Lab-Grove Mengungkapkan Kunci Visi Warna

Di laboratorium di Universitas Johns Hopkins, sedikit mata manusia tumbuh dalam sebuah piring. Sementara tumbuhnya gumpalan mata adalah keajaiban teknis itu sendiri, ciptaan ini memiliki tujuan majemuk. Dalam sebuah studi baru yang diterbitkan dalam jurnal Ilmu, para ilmuwan menghasilkan organoid ini untuk memahami mengapa kita bisa melihat warna dan belajar bagaimana membantu orang yang tidak bisa.

Ketika seseorang berpikir tentang mata, mereka mungkin berpikir tentang bentuk bulat penuh - lensa, sebuah iris; tubuh vitreous. Organoid retina ini bukan itu. Secara teknis, mereka retina yang tumbuh dari sel batang manusia - gumpalan jaringan putih yang melapisi bagian belakang mata.

Dalam penelitian yang diterbitkan Kamis, mahasiswa pascasarjana Johns Hopkins University Kiara Eldred dan timnya mengungkapkan mengapa retina ini sangat penting. Manusia memiliki tiga jenis sel pendeteksi warna, fotoreseptor berbentuk kerucut yang merasakan cahaya merah, hijau, atau biru. Tetapi mekanisme di balik mengapa hal ini belum sepenuhnya dipahami. Di sini, tim menemukan bahwa sel-sel biru terbentuk pertama kali, kemudian sel merah dan hijau kemudian. Mempelajari waktu pembentukan sel-sel ini adalah temuan baru - dan masuk akal, mengingat kita dan primata lain memiliki sesuatu yang disebut penglihatan warna trikromatik.

“Sebagai seorang ilmuwan, saya pikir Anda harus memiliki hasrat untuk apa yang Anda lakukan dan koneksi ke organisme Anda,” pencipta organoid Eldred memberi tahu Terbalik. “Saya merawat organoids setiap hari di awal dan kemudian setiap hari saat mereka semakin tua. Di lab, penulis bersama saya dan saya semua menyebut mereka sebagai bayi kami karena kami harus merawat mereka setiap saat. ”

“Kebanyakan mamalia hanya bisa melihat dalam dua spektrum warna - mereka hanya melihat biru dan hijau,” jelas Eldred. “Kita bisa melihat biru, hijau, dan merah. Karena penglihatan warna, kami dapat menerima banyak informasi kaya tentang dunia di sekitar kita."

Diperkirakan bahwa primata seperti simpanse dan manusia dapat melihat warna merah karena kemampuannya memungkinkan hominin awal untuk menemukan buah yang matang di antara latar belakang daun hijau. Sementara itu, mamalia lain seperti anjing dan kucing melihat warna yang lebih sedikit dan lebih lemah.

Kesadaran bahwa ada sesuatu yang mendorong waktu pertumbuhan sel biru, merah, dan hijau juga menimbulkan misteri: Mekanisme apa yang menyebabkan penciptaan ketiga jenis sel kerucut ini? Untuk mengetahuinya, setelah mengarahkan sel-sel induk menjadi jaringan retina - suatu proses di mana kadang-kadang para ilmuwan akhirnya menciptakan jaringan otak serta jaringan retina karena, setelah semua, fotoreseptor secara teknis neuron - para peneliti mulai menguji serangkaian gen yang terlibat dalam fungsi hormon tiroid, yang terlibat dalam pertumbuhan dan diferensiasi sel.

Pekerjaan sebelumnya mengenai tikus, ikan, dan penglihatan ayam menyarankan bahwa ketika fungsi hormon tiroid rendah, sel-sel biru muncul, dan ketika tinggi, sel-sel merah dan hijau mengikuti.Itu ternyata benar: Menggunakan CRISPR, para peneliti menghancurkan reseptor untuk hormon tiroid dan menciptakan retina organoid dengan hanya sel-sel biru. Ketika mereka menambahkan hormon kembali, mereka menghasilkan organoid dengan hanya sel merah dan hijau.

Ini terjadi meskipun kelenjar tiroid sama sekali tidak terlibat - satu-satunya barang dalam piringan adalah organoid retina. Setelah memeriksa gen apa yang dihidupkan atau dimatikan selama satu tahun perkembangan organoid, mereka menemukan hipotesis mereka benar: Gen yang menurunkan hormon tiroid lebih awal membuat sel-sel biru, dan gen yang mengaktifkan hormon tiroid kemudian dibuat untuk membuat merah dan sel hijau.

Pada dasarnya para ilmuwan menyebabkan organoid menjadi buta warna dengan berbagai cara. Ini menunjukkan bahwa penelitian ini dapat berguna dalam mengembangkan perawatan terapi untuk membantu orang yang buta warna atau menderita degenerasi makula, penyakit mata yang menyebabkan kehilangan penglihatan. Saat ini, apa yang dilakukan para ilmuwan untuk membantu degenerasi makula adalah menyuntikkan sel-sel induk ke retina yang memiliki semacam degenerasi. Namun, kemanjuran proses ini tidak dapat diprediksi. Tujuannya sekarang adalah bahwa, dengan dapat mengarahkan jalur diferensiasi sel kerucut, para ilmuwan dapat belajar bagaimana mereka dapat menggunakan sel secara terapeutik.

"Kami berharap bahwa dengan penelitian kami, kami dapat memberikan informasi kepada peneliti lain tentang cara membuat sel kerucut secara khusus," kata Eldred. “Dalam percobaan di masa depan kita mungkin dapat mengambil sel-sel ini, menyuntikkannya, dan lebih banyak dari mereka akan menjadi fotoreseptor yang benar-benar dapat memberikan pengobatan regeneratif. Setiap kali saya melihat organoids menyusuri jalan yang benar, itu menarik dan mempesona."