پژوهشگران دانشگاه جانز هاپکینز (Johns Hopkins University) موفق به کشف یک سازوکار سلولی جدید شدهاند که توضیح میدهد بینایی انسان چگونه به وضوح و دقت بالای خود دست پیدا میکند.
این تیم تحقیقاتی با استفاده از ارگانوئیدهای شبکیه (شبکیههای مینیاتوری رشدیافته در آزمایشگاه) توانستند نحوه شکلگیری سلولهای حساس به نور در «فوئولا» را شناسایی کنند. فوئولا بخش بسیار کوچک و مرکزی شبکیه است که مسئول دید شفاف و با وضوح بالای انسان به شمار میرود.
نتایج این مطالعه نشان میدهد که بینایی انسان در دوران جنینی و از طریق تعامل پیچیده میان اسید رتینوئیک (مشتقی از ویتامین A) و هورمونهای تیروئیدی شکل میگیرد.
به گفته Robert J. Johnston Jr.، استاد زیستشناسی و سرپرست این پژوهش: “این کشف گام مهمی برای درک عملکرد بخش مرکزی شبکیه است؛ ناحیهای حیاتی از چشم که در افراد مبتلا به دژنراسیون ماکولا نخستین بخشی است که آسیب میبیند.”
او افزود: “با شناخت بهتر این ناحیه و توسعه ارگانوئیدهایی که عملکرد آن را شبیهسازی میکنند، امیدواریم روزی بتوانیم این بافتها را پرورش داده و برای بازگرداندن بینایی به بیماران پیوند بزنیم.”
دو عامل کلیدی در شکلگیری بینایی انسان
در مرکز شبکیه انسان، فرورفتگی کوچکی به نام فوئولا قرار دارد که با وجود اندازه میکروسکوپی خود، نزدیک به ۵۰ درصد از ادراک بصری ما را بر عهده دارد. توانایی خواندن متن، تشخیص جزئیات ظریف و انجام کارهای دقیق، به عملکرد همین بخش وابسته است.
برای دستیابی به چنین دقتی، فوئولا باید تقریباً بهطور کامل از سلولهای مخروطی قرمز و سبز تشکیل شود. در مقابل، سلولهای مخروطی آبی که وضوح کمتری در تشخیص جزئیات دارند، میتوانند کیفیت دید را کاهش دهند.
پژوهشگران با بررسی شبکیههای آزمایشگاهی دریافتند که فوئولا به شکلی منحصربهفرد از حضور سلولهای مخروطی آبی جلوگیری میکند تا بیشترین وضوح ممکن برای بینایی انسان فراهم شود.
فرآیند دو مرحلهای شکلگیری دید دقیق
بر اساس یافتههای این پژوهش، شکلگیری فوئولا طی یک فرآیند شیمیایی دقیق در دوران جنینی رخ میدهد.
بین هفتههای ۱۰ تا ۱۴ بارداری، اسید رتینوئیک ابتدا تولید سلولهای مخروطی آبی را محدود میکند. سپس هورمونهای تیروئیدی وارد عمل شده و سلولهای آبی باقیمانده را به سلولهای مخروطی قرمز و سبز تبدیل میکنند.
جانستون در این باره توضیح داد: “ابتدا اسید رتینوئیک الگوی اولیه را ایجاد میکند و سپس هورمون تیروئید سلولهای باقیمانده را تغییر میدهد. این موضوع اهمیت زیادی دارد، زیرا وجود سلولهای آبی در این ناحیه باعث کاهش کیفیت دید میشود.”
بازنگری در یک نظریه ۳۰ ساله
این یافتهها نظریهای را که حدود سه دهه در میان دانشمندان پذیرفته شده بود، به چالش میکشد. طبق آن نظریه، سلولهای مخروطی آبی پس از شکلگیری از مرکز شبکیه به نواحی دیگر مهاجرت میکردند.
اما دادههای جدید نشان میدهد که این سلولها به جای جابهجایی، به مرور زمان به سلولهای قرمز و سبز تبدیل میشوند؛ کشفی که پژوهشگران آن را بسیار شگفتانگیز توصیف کردهاند.
امیدی تازه برای درمان بیماریهای چشمی
از آنجا که حیوانات آزمایشگاهی رایج مانند موشها و ماهیها فاقد این الگوی ویژه در شبکیه هستند، ارگانوئیدهای شبکیه میتوانند دریچهای تازه برای مطالعه بیماریهای چشمی و توسعه درمانهای نوین باشند.
این دستاورد میتواند در آینده به درمان بیماریهای صعبالعلاجی مانند Macular Degeneration کمک کند.
(دژنراسیون ماکولا یا تباهی لکه زرد یکی از شایعترین بیماریهای چشمی در افراد مسن است که بخش مرکزی شبکیه چشم، یعنی ماکولا را درگیر میکند. ماکولا مسئول دید دقیق و مرکزی است و به ما امکان میدهد چهرهها را تشخیص دهیم، مطالعه کنیم، رانندگی کنیم و جزئیات را ببینیم.
ماکولا ناحیهای کوچک در مرکز شبکیه است که بیشترین تراکم سلولهای حساس به نور را دارد. آسیب به این بخش باعث کاهش دید مرکزی میشود، اما معمولاً دید محیطی (کناری) حفظ میشود.)
پژوهشگران امیدوارند با بهبود فناوری تولید شبکیههای آزمایشگاهی، بتوانند سلولهای گیرنده نور را بهصورت سفارشی تولید کرده و از آنها برای جایگزینی بافتهای آسیبدیده چشم استفاده کنند؛ رویکردی که شاید روزی به بازگرداندن بینایی انسان در بیماران مبتلا به اختلالات شدید بینایی منجر شود.