Retinale Organoide aus pluripotenten Stammzellen bilden die Retinogenese effizient nach

Die Plastizität pluripotenter Stammzellen eröffnet neue Möglichkeiten zur Untersuchung von Entwicklung, Degeneration und Regeneration. Es wurden Protokolle zur Differenzierung retinaler Organoide aus embryonalen Stammzellen entwickelt, die entweder die vollständige Bildung der Augenbecher-Morphogenese nachbilden oder die Photorezeptorgenese maximieren. Hier haben wir ein Protokoll zur effizienten Erzeugung großer, dreidimensional geschichteter retinaler Organoide entwickelt, das keine Ausstülpung von optikusblasen-ähnlichen Strukturen erfordert, welche bislang die Ausbeute an Organoiden begrenzte. Die Analyse der Genexpression in einzelnen Organoiden, die Datierung der Zellgeburt und die Variation zwischen Organoiden deuten auf eine effiziente, reproduzierbare und zeitlich regulierte Retinogenese hin. Der vergleichende Nachweis eines transgenen Reporters für PAX6, einem Master-Regulator der Retinogenese, zeigt die Expression in ähnlichen Zelltypen beim Mausmodell in vivo sowie in Maus- und menschlichen retinalen Organoiden. Die frühe oder späte Hemmung der Notch-Signalübertragung zwingt die Zellen zur Differenzierung und erzeugt Organoide, die jeweils mit Zapfen- oder Stäbchenphotorezeptoren angereichert sind, und demonstriert die Leistungsfähigkeit unseres verbesserten Organoid-Systems für zukünftige Forschungen in der Stammzellbiologie und regenerativen Medizin.