เมื่อเราอายุมากขึ้น ดวงตาของเราก็เช่นกัน โดยทั่วไปสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงการมองเห็นของเราและแว่นตาใหม่ แต่มีปัญหาสายตาที่เกี่ยวข้องกับอายุในรูปแบบที่รุนแรงกว่า หนึ่งในนั้นคือความเสื่อมของจอประสาท a>ที่เกี่ยวข้องกับอายุ ซึ่งส่งผลต่อจุดรับภาพ (macula) ซึ่งเป็นส่วนหลังของดวงตาที่ทำให้เรามีการมองเห็นที่คมชัดและความสามารถในการแยกแยะรายละเอียดต่างๆ ผลที่ได้คือความพร่ามัวในส่วนกลางของลานสายตาจุดรับภาพเป็นส่วนหนึ่งของเรตินาของดวงตา ซึ่งเป็นเนื้อเยื่อที่ไวต่อแสงซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยเซลล์รับภาพของดวงตา ได้แก่ เซลล์รับแสงรูปกรวยและเซลล์รูปแท่ง เรตินายังมีชั้นที่เรียกว่าเรตินัลเม็ดสีเยื่อบุผิว (RPE) ซึ่งมีหน้าที่สำคัญหลายอย่าง รวมทั้งการดูดกลืนแสง ทำความสะอาดของเสียจากเซลล์ และรักษาเซลล์อื่นๆ ของดวงตาให้แข็งแรง เซลล์ของ RPE ยังช่วยบำรุงและบำรุงรักษาเซลล์รับแสงของดวงตา ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมหนึ่งในกลยุทธ์การรักษาที่มีแนวโน้มดีที่สุดสำหรับจอประสาทตาเสื่อมที่เกี่ยวข้องกับอายุคือการแทนที่เซลล์ RPE ที่แก่ชราและเสื่อมสภาพด้วยเซลล์ใหม่ที่เติบโตจากเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนของมนุษย์ นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอวิธีการหลายวิธีในการแปลงสเต็มเซลล์เป็น RPE แต่ยังมีช่องว่างในความรู้ของเราเกี่ยวกับวิธีที่เซลล์ตอบสนองต่อสิ่งเร้าเหล่านี้เมื่อเวลาผ่านไป ตัวอย่างเช่น บางโปรโตคอลใช้เวลาสองสามเดือน ในขณะที่บางโปรโตคอลอาจใช้เวลาถึงหนึ่งปี ถึงกระนั้นนักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่ชัดเจนว่าเกิดอะไรขึ้นในช่วงเวลานั้น ประชากรเซลล์ผสม ดร. Gioele La Manno กล่าวว่า "ไม่มีการตรวจสอบความแตกต่างที่เสนอสำหรับการทดลองทางคลินิกในระดับเซลล์เดียวเมื่อเวลาผ่านไป เรารู้ว่าพวกมันสามารถสร้างเซลล์เม็ดสีเรตินาได้ แต่วิธีที่เซลล์วิวัฒนาการไปสู่สถานะนั้นยังคงเป็นปริศนา" ดร. Gioele La Manno กล่าว นักวิจัยในโครงการวิจัยอิสระด้านวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต (ELISIR) ของ EPFL "โดยรวมแล้ว ฟิลด์นี้มุ่งเน้นไปที่ผลลัพธ์ของการสร้างความแตกต่าง จนบางครั้งเส้นทางที่ดำเนินไปนั้นถูกมองข้ามไป" เขากล่าวเสริม "สำหรับฟิลด์ที่จะก้าวไปข้างหน้า สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจแง่มุมต่างๆ ของพลวัตของสิ่งที่เกิดขึ้นในโปรโตคอลเหล่านี้ เส้นทางสู่การเจริญเติบโตอาจมีความสำคัญพอๆ กับสภาวะสิ้นสุด ตัวอย่างเช่น เพื่อความปลอดภัยในการรักษาหรือเพื่อปรับปรุงความบริสุทธิ์ของเซลล์และ ลดเวลาในการผลิต" ติดตามสเต็มเซลล์เมื่อเติบโตเป็นเซลล์ RPE ขณะนี้ La Manno เป็นผู้นำการศึกษาร่วมกับศาสตราจารย์ Fredrik Lanner ที่สถาบัน Karolinska (สวีเดน) ซึ่งจัดทำโปรไฟล์โปรโตคอลสำหรับการแยกความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนของมนุษย์ให้เป็นเซลล์ RPE ซึ่งมีไว้สำหรับการใช้งานทางคลินิก ผลงานของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าโปรโตคอลสามารถพัฒนาวิธีการรักษาโดยใช้เซลล์ต้นกำเนิด pluripotent ที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพสำหรับการเสื่อมสภาพของจอประสาทตาที่เกี่ยวข้องกับอายุ การศึกษาได้รับการตีพิมพ์และนำเสนอบนหน้าปกวารสารStem Cell Reports ของ เดือนนี้ "วิธีการมาตรฐาน เช่น quantitative PCR และ RNA-seq จำนวนมากจับการแสดงออกเฉลี่ยของ RNA จากเซลล์จำนวนมาก" Alex Lederer นักศึกษาระดับปริญญาเอกของ EPFL และหนึ่งในผู้เขียนหลักของการศึกษากล่าว "ในประชากรเซลล์ผสม การวัดเหล่านี้อาจบดบังความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเซลล์แต่ละเซลล์ ซึ่งมีความสำคัญต่อการรู้ว่ากระบวนการดำเนินไปอย่างถูกต้องหรือไม่" นักวิจัยใช้เทคนิคที่เรียกว่า single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) ซึ่งสามารถตรวจจับยีนที่ใช้งานอยู่ทั้งหมดในแต่ละเซลล์ในเวลาที่กำหนด มองไปยังรัฐระดับกลาง เมื่อใช้ scRNA-seq นักวิจัยสามารถศึกษาโปรไฟล์การแสดงออกของยีนทั้งหมดของเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนมนุษย์แต่ละตัวได้ตลอดทั้งโปรโตคอลการสร้างความแตกต่าง ซึ่งใช้เวลาทั้งหมดหกสิบวัน สิ่งนี้ทำให้พวกเขาสามารถแมปสถานะชั่วคราวทั้งหมดภายในประชากรเมื่อพวกมันเติบโตเป็นเซลล์เม็ดสีเรตินา แต่ยังปรับโปรโตคอลให้เหมาะสมและยับยั้งการเติบโตของเซลล์ที่ไม่ใช่ RPE ดังนั้นจึงป้องกันการก่อตัวของประชากรเซลล์ที่ปนเปื้อน "เป้าหมายคือเพื่อป้องกันจำนวนเซลล์ที่ผสมกันในขณะที่ทำการปลูกถ่าย และเพื่อให้แน่ใจว่าเซลล์ที่จุดสิ้นสุดมีความคล้ายคลึงกับเซลล์ RPE ดั้งเดิมจากตาของผู้ป่วย" Lederer กล่าว สิ่งที่พวกเขาพบคือระหว่างทางไปสู่การเป็นเซลล์ RPE เซลล์ต้นกำเนิดต้องผ่านกระบวนการที่คล้ายกับการพัฒนาของตัวอ่อนในระยะแรก ในระหว่างนี้ การเพาะเลี้ยงเซลล์ใช้ "รูปแบบตัวอ่อนแบบ rostral" ซึ่งเป็นกระบวนการที่พัฒนาหลอดประสาทของตัวอ่อน ซึ่งจะกลายเป็นสมองและระบบประสาทสัมผัสสำหรับการมองเห็น การได้ยิน และการรับรส หลังจากรูปแบบนี้ สเต็มเซลล์เริ่มเติบโตเป็นเซลล์ RPE ตาต่อตา: การปลูกถ่ายเซลล์ RPE ในแบบจำลองสัตว์ แต่จุดประสงค์ของโปรโตคอลการสร้างความแตกต่างคือการสร้างประชากรบริสุทธิ์ของเซลล์ RPE ที่สามารถฝังในเรตินาของผู้ป่วยเพื่อชะลอความเสื่อมของจอประสาทตา ดังนั้น ทีมงานจึงปลูกถ่ายจำนวนเซลล์ที่ได้รับการตรวจสอบด้วย scRNA-seq ไปยังพื้นที่ใต้จอประสาทตาของกระต่ายเผือกนิวซีแลนด์เพศเมีย 2 ตัว ซึ่งเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ในสาขานี้เรียกว่า "แบบจำลองสัตว์ตาโต" การดำเนินการได้ดำเนินการหลังจากได้รับอนุมัติจากคณะกรรมการจริยธรรมการทดลองสัตว์ทางตอนเหนือของสตอกโฮล์ม งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าโปรโตคอลไม่เพียงแต่สร้างจำนวนเซลล์ RPE ที่บริสุทธิ์เท่านั้น แต่เซลล์เหล่านั้นยังสามารถเติบโตต่อไปได้แม้ว่าจะได้รับการปลูกถ่ายในพื้นที่ใต้จอประสาทตาแล้วก็ตาม "งานของเราแสดงให้เห็นว่าโปรโตคอลการสร้างความแตกต่างสามารถพัฒนาวิธีการรักษาโดยใช้สเต็มเซลล์แบบ pluripotent ที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพสำหรับการเสื่อมสภาพของจอประสาทตาที่เกี่ยวข้องกับอายุ" ดร. Fredrik Lanner ผู้ซึ่งกำลังทำให้แน่ใจว่าโปรโตคอลนี้จะสามารถนำมาใช้ในคลินิกได้ในเร็วๆ นี้