Retina manusia yang tumbuh di piring menjelaskan bagaimana penglihatan warna berkembang – ScienceDaily

Retina manusia yang tumbuh di piring menjelaskan bagaimana penglihatan warna berkembang – ScienceDaily


Ahli biologi di Universitas Johns Hopkins menumbuhkan retina manusia dari awal untuk menentukan bagaimana sel yang memungkinkan orang untuk melihat warna dibuat.

Pekerjaan, diatur untuk publikasi di jurnal Ilmu, meletakkan dasar untuk mengembangkan terapi untuk penyakit mata seperti buta warna dan degenerasi makula. Ia juga menetapkan “organoid” yang dibuat di laboratorium sebagai model untuk mempelajari perkembangan manusia pada tingkat sel.

“Semua yang kami periksa tampak seperti mata berkembang normal, hanya tumbuh di piring,” kata Robert Johnston, ahli biologi perkembangan di Johns Hopkins. “Anda memiliki sistem model yang dapat Anda manipulasi tanpa mempelajari manusia secara langsung.”

Laboratorium Johnston menyelidiki bagaimana nasib sel ditentukan – atau apa yang terjadi di dalam rahim untuk mengubah sel yang sedang berkembang menjadi jenis sel tertentu, aspek biologi manusia yang sebagian besar tidak diketahui.

Di sini, dia dan timnya berfokus pada sel yang memungkinkan orang melihat warna biru, merah, dan hijau – tiga fotoreseptor kerucut di mata manusia.

Meskipun sebagian besar penelitian penglihatan dilakukan pada tikus dan ikan, tidak satu pun dari spesies tersebut yang memiliki penglihatan siang hari dan warna yang dinamis seperti manusia. Jadi tim Johnston menciptakan mata manusia yang mereka butuhkan – dengan sel punca.

“Penglihatan warna trikromatik menggambarkan kita dari kebanyakan mamalia lain,” kata penulis utama Kiara Eldred, seorang mahasiswa pascasarjana Johns Hopkins. “Penelitian kami benar-benar mencoba mencari tahu jalur apa yang diambil sel-sel ini untuk memberi kami penglihatan warna khusus.”

Selama berbulan-bulan, saat sel tumbuh di laboratorium dan menjadi retina yang berkembang sempurna, tim menemukan sel pendeteksi biru muncul pertama kali, diikuti oleh sel pendeteksi merah dan hijau. Dalam kedua kasus tersebut, mereka menemukan kunci dari peralihan molekuler adalah pasang surutnya hormon tiroid. Yang penting, kadar hormon ini tidak dikendalikan oleh kelenjar tiroid, yang tentu saja tidak ada di dalam cawan, tetapi sepenuhnya oleh mata itu sendiri.

Memahami bagaimana jumlah hormon tiroid menentukan apakah sel menjadi biru atau merah dan hijau, tim dapat memanipulasi hasilnya, menciptakan retina yang jika mereka adalah bagian dari mata manusia yang utuh, hanya akan melihat biru, dan yang hanya bisa lihat hijau dan merah.

Penemuan bahwa hormon tiroid penting untuk membuat kerucut merah-hijau memberikan wawasan tentang mengapa bayi prematur, yang telah menurunkan kadar hormon tiroid karena mereka kekurangan pasokan ibu, memiliki insiden gangguan penglihatan yang lebih tinggi.

“Jika kita dapat menjawab apa yang membawa sel ke nasib terminalnya, kita lebih dekat untuk dapat memulihkan penglihatan warna bagi orang-orang yang telah merusak fotoreseptor,” kata Eldred. “Ini adalah pertanyaan yang sangat indah, baik secara visual maupun intelektual – apa yang memungkinkan kita untuk melihat warna?”

Penemuan ini merupakan langkah awal bagi laboratorium. Di masa depan, mereka ingin menggunakan organoid untuk mempelajari lebih lanjut tentang penglihatan warna dan mekanisme yang terlibat dalam pembentukan daerah retina lainnya, seperti makula. Karena degenerasi makula adalah salah satu penyebab utama kebutaan pada manusia, memahami cara menumbuhkan makula baru dapat mengarah pada perawatan klinis.

“Yang menarik tentang ini adalah pekerjaan kami menetapkan organoid manusia sebagai sistem model untuk mempelajari mekanisme perkembangan manusia,” kata Johnston. “Apa yang sebenarnya mendorong batas di sini adalah bahwa organoid ini membutuhkan sembilan bulan untuk berkembang seperti bayi manusia. Jadi yang kami pelajari sebenarnya adalah perkembangan janin.”

Tim peneliti juga termasuk Sarah Hadyniak, Katarzyna Hussey dan Boris Brenerman, mahasiswa pascasarjana Universitas Johns Hopkins; Ping-Wu Zhang, Xitiz Chamling dan Valentin Sluch, peneliti di Wilmer Eye Institute; Derek Welsbie dari Shiley Eye Institute; Samer Hattar, seorang profesor di NIH; James Taylor, seorang profesor biologi dan ilmu komputer Johns Hopkins; Karl Wahlin dari Shiley Eye Institute, dan Donald Zack, seorang profesor di Fakultas Kedokteran universitas.

Pekerjaan ini didanai oleh dana Pew Charitable Trusts 00027373, Howard Hughes Medical Institute, National Science Foundation grant 1746891, dan National Institutes of Health.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Data HK

Author Image
adminProzen