Ученые из Швейцарии получили подробное изображение органоидов сетчатки глаза, используя новую технологию визуализации, сообщает Швейцарская высшая техническая школа Цюриха. Такой «атлас» позволит проследить, как формируются различные ткани во время эмбрионального развития и что вызывает заболевания сетчатки, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Biotechnology.
Исследователи вырастили в лаборатории органоиды сетчатки глаза из стволовых клеток. Чтобы внимательнее рассмотреть их, они использовали новую технологию, которая называется итеративной непрямой иммунофлуоресцентной визуализацией – или, коротко, 4i (iterative indirect immunofluorescence imaging). Она позволяет визуализировать несколько десятков белков в тонком срезе ткани с высоким разрешением с помощью флуоресцентной микроскопии. Технология 4i была разработана несколько лет назад, но впервые ее применили к органоидам в этом исследовании.
Как правило, с помощью флуоресцентной микроскопии удается выделить три белка в ткани, для каждого из которых – свой флуоресцентный краситель. По техническим причинам невозможно окрашивать более пяти белков одновременно. В технологии 4i используются три красителя, но они вымываются из образца ткани после проведения измерений – и окрашиваются три новых белка. Этот шаг был выполнен роботом 18 раз, и в общей сложности процесс занял 18 дней. Наконец, компьютер объединил отдельные снимки в одно изображение, на котором видны 53 различных белка. Снимок предоставляет информацию о функциях отдельных типов клеток, составляющих сетчатку – палочек, колбочек, ганглиозных (нервных) клеток.
Исследователи дополнили эту визуальную информацию о белках сетчатки информацией о том, какие гены считываются в отдельных клетках. Все эти эксперименты ученые проводили на органоидах разного возраста и, следовательно, на разных стадиях развития. Таким образом, они смогли создать временную серию изображений и генетической информации, которая описывает все развитие органоидов сетчатки длиной в 39 недель.
«Мы можем использовать этот временной ряд, чтобы показать, как медленно растет органоидная ткань, где и когда пролиферируют типы клеток, а также где расположены синапсы. Эти процессы сравнимы с процессами формирования сетчатки во время эмбрионального развития», — говорит Грей Кэмп, профессор Базельского университета и ведущий автор исследования.
[Фото: WAHLE ET AL. NATURE BIOTECHNOLOGY 2023]
