वैज्ञानिकों ने बताया है कि स्टेम सेल से प्रयोगशाला में विकसित एक मिनी-मस्तिष्क ने सहज रूप से अल्पविकसित नेत्र संरचनाएं विकसित की हैं।
व्यंजनों में उगाए गए छोटे मानव मस्तिष्क ऑर्गेनोइड्स ने मानव भ्रूण में आंखों की संरचनाओं के विकास को दर्शाते हुए दो द्विपक्षीय सममित ऑप्टिक कपों का विकास दिखाया। यह अविश्वसनीय परिणाम हमें आंखों के विभेदन और विकास की प्रक्रिया के साथ-साथ नेत्र रोगों को बेहतर ढंग से समझने में मदद कर सकता है।
जर्मनी में यूनिवर्सिटी हॉस्पिटल डसेलडोर्फ के न्यूरोसाइंटिस्ट जे गोपालकृष्णन ने कहा, "हमारा काम प्रकाश के प्रति संवेदनशील और शरीर में पाए जाने वाले सेल प्रकार के समान कोशिकाओं वाले संवेदी संरचनाओं को उत्पन्न करने के लिए मस्तिष्क की उल्लेखनीय क्षमता पर प्रकाश डालता है।" "ये ऑर्गेनॉइड भ्रूण के विकास, मॉडल जन्मजात रेटिनल विकारों के दौरान मस्तिष्क-आंख की बातचीत का अध्ययन करने में मदद कर सकते हैं, और व्यक्तिगत दवा परीक्षण और प्रत्यारोपण चिकित्सा के लिए रोगी-विशिष्ट रेटिनल सेल प्रकार उत्पन्न कर सकते हैं।"
जैसा कि आप कल्पना कर सकते हैं, ब्रेन ऑर्गेनॉइड असली दिमाग नहीं हैं। ये छोटे त्रि-आयामी संरचनाएं हैं जो प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल से उगाई जाती हैं - वयस्कों से प्राप्त कोशिकाएं और स्टेम सेल में तब्दील हो जाती हैं जिनमें कई अलग-अलग प्रकार के ऊतकों में विकसित होने की क्षमता होती है।
इस मामले में, ये स्टेम कोशिकाएं मस्तिष्क के ऊतकों के गुच्छों में विकसित हो सकती हैं जिनमें विचारों, भावनाओं या चेतना जैसा कुछ भी नहीं होता है। इस तरह के "मिनी-दिमाग" का उपयोग अनुसंधान उद्देश्यों के लिए किया जाता है जहां वास्तविक जीवित मस्तिष्क का उपयोग असंभव होगा या कम से कम नैतिक रूप से कठिन होगा - उदाहरण के लिए, दवाओं की प्रतिक्रिया का परीक्षण करना या कुछ प्रतिकूल परिस्थितियों में कोशिकाओं के विकास का निरीक्षण करना। इस बार, गोपालकृष्णन और उनके सहयोगियों ने आँखों के विकास का अवलोकन करने की योजना बनाई।
पिछले अध्ययनों में, अन्य वैज्ञानिकों ने ऑप्टिक कप विकसित करने के लिए भ्रूण स्टेम सेल का उपयोग किया है, जो भ्रूण के विकास के दौरान लगभग पूरी आंख बन जाते हैं। अन्य अध्ययनों ने प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल से ऑप्टिक कप जैसी संरचनाएं विकसित की हैं।
इन संरचनाओं को सीधे विकसित करने के बजाय, गोपालकृष्णन की टीम यह देखना चाहती थी कि क्या उन्हें ब्रेन ऑर्गेनॉइड के एक एकीकृत भाग के रूप में विकसित किया जा सकता है। यह हमें यह देखने की अनुमति देगा कि इन दो प्रकार के ऊतक एक साथ कैसे विकसित हो सकते हैं, न कि केवल अलगाव में ऑप्टिकल संरचनाओं को विकसित करने के बजाय।
ऑर्गनाइड विकास पर पिछले काम ने रेटिना कोशिकाओं की उपस्थिति दिखायी थी, लेकिन उन्होंने ऑप्टिकल संरचनाएं विकसित नहीं की थीं, इसलिए टीम ने अपने प्रोटोकॉल बदल दिए। उन्होंने न्यूरोनल भेदभाव के शुरुआती चरणों में पूरी तरह से न्यूरोनल कोशिकाओं के विकास को मजबूर करने की कोशिश नहीं की और आंखों के विकास के लिए सहायता के रूप में संस्कृति माध्यम में रेटिनोल एसीटेट जोड़ा।
उनके सावधानीपूर्वक बनाए गए शिशु मस्तिष्क ने पहले ही विकास के 30 दिनों तक ऑप्टिक कप का निर्माण कर लिया था, और संरचनाएं 50 दिनों तक स्पष्ट रूप से दिखाई देने लगी थीं। यह मानव भ्रूण में आंखों के विकास के समय के अनुरूप है, जिसका अर्थ है कि ये अंग इस प्रक्रिया की पेचीदगियों का अध्ययन करने के लिए उपयोगी हो सकते हैं।
अन्य परिणाम हैं। ऑप्टिक कप में विभिन्न प्रकार की रेटिना कोशिकाएं होती हैं, जो प्रकाश-उत्तरदायी तंत्रिका नेटवर्क में व्यवस्थित होती हैं, और यहां तक कि लेंस और कॉर्नियल ऊतक भी होते हैं। अंत में, संरचनाओं ने मस्तिष्क के ऊतकों के क्षेत्रों के साथ रेटिना के संबंध का प्रदर्शन किया।
314 ब्रेन ऑर्गनाइड्स में से टीम बढ़ी, 73% ने ऑप्टिक कप विकसित किए। शोधकर्ताओं का कहना है कि टीम इन संरचनाओं को लंबे समय तक अधिक गहन शोध के लिए व्यवहार्य बनाए रखने के लिए रणनीति विकसित करने की उम्मीद करती है।
वे अपने पेपर में लिखते हैं, "ऑप्टिक वेसिकल्स वाले मस्तिष्क ऑर्गेनोइड्स जो अत्यधिक विशिष्ट न्यूरोनल सेल प्रकारों को प्रदर्शित करते हैं, विकसित किए जा सकते हैं, व्यक्तिगत ऑर्गेनोइड्स और रेटिना पिगमेंट एपिथेलियल शीट्स के निर्माण के रास्ते खोल सकते हैं।" "हम मानते हैं [ये हैं] अगली पीढ़ी के ऑर्गेनोइड्स जो शुरुआती न्यूरोडेवलपमेंटल विकारों के परिणामस्वरूप मॉडल रेटिनोपैथियों की मदद करते हैं।"
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