Исследование показывает новый способ обратить вспять генетическую слепоту у млекопитающих
Фоторецепторы — это клетки сетчатки (задней части глаза), которые при активации посылают сигнал в мозг. Конусные фоторецепторы необходимы для дневного зрения, восприятия цветов и остроты зрения. Эти шишки исчезают, когда глазные заболевания достигают более поздней стадии. Как и клетки нашего мозга, фоторецепторы не регенерируют, то есть, созревая, они перестают делиться. Итак, разрушение этих клеток может ухудшить зрение, а иногда даже вызвать слепоту. Исследователи при поддержке Национального института глаз Национального института здравоохранения США успешно вылечили врожденная слепота у мышей путем репрограммирования поддерживающих клеток сетчатки, называемых Мюллерова глия, и преобразования их в палочковидные фоторецепторы в их исследовании, опубликованном в природа. Эти стержни представляют собой один из типов световых рецепторных клеток, которые обычно используются для зрения при слабом освещении, но, как видно, они также защищают фоторецепторы колбочек. Исследователи поняли, что если эти стержни могут быть восстановлены внутри глаза, это возможное лечение многих глаз. заболеваний в котором поражаются в основном фоторецепторы.
Давно установлено, что мюллерова глия обладает сильным регенеративным потенциалом у других видов, например у рыбок данио, которые являются отличным модельным организмом для исследований. Мюллерова глия делится и регенерируется в ответ на повреждение глаза земноводных у рыбок данио. Они также превращаются в фоторецепторы и другие нейроны и заменяют поврежденные или потерянные нейроны. Поэтому рыбки данио снова могут видеть даже после серьезной травмы сетчатки. Напротив, глаза млекопитающих не восстанавливают себя таким образом. Мюллерова глия поддерживает и питает окружающие клетки, но не регенерирует нейроны такими темпами. После травмы воссоздается только очень небольшое количество клеток, что может не быть полностью полезным. При проведении лабораторных экспериментов глия Мюллера у млекопитающих могла имитировать глию у рыбок данио, но только после некоторого повреждения ткани сетчатки, что не рекомендуется, так как это будет контрпродуктивно. Ученые искали способ перепрограммировать Мюллерову глию млекопитающих, чтобы она стала палочковидным фоторецептором, не вызывая повреждений сетчатки. Это было бы похоже на собственный механизм «самовосстановления» млекопитающих.
На первом этапе перепрограммирования исследователи ввели в глаза мышей ген, который активирует белок бета-катенин, который запускает деление глии Мюллера. На втором этапе, выполненном через несколько недель, они вводили факторы, которые стимулировали вновь разделенные клетки к созреванию в палочковидные фоторецепторы. Затем вновь образованные клетки визуально отслеживали с помощью микроскопа. Эти новые стержневые фоторецепторы, которые были созданы, были похожи по структуре на настоящие, и они могли обнаруживать падающий свет. Кроме того, были сформированы синаптические структуры или сеть, позволяющая стержням соединяться с другими клетками внутри сетчатки, чтобы передавать сигналы в мозг. Чтобы проверить функциональность этих стержневых фоторецепторов, были проведены эксперименты на мышах, страдающих от врожденной слепоты - слепых от рождения мышах, у которых отсутствовали работающие стержневые фоторецепторы. Хотя у этих слепых мышей были палочки и колбочки, им не хватало двух важных генов, которые позволяют фоторецепторам передавать сигналы. Стержневые фоторецепторы развивались аналогичным образом у слепых мышей, выполняя те же функции, что и у нормальных мышей. Активность наблюдалась в той части мозга, которая получает визуальные сигналы, когда эти мыши подвергались воздействию света. Итак, были подключены новые стержни для успешной передачи сообщений в мозг. По-прежнему необходимо проанализировать, развиваются ли и функционируют ли новые стержни должным образом в больном глазу, где клетки сетчатки не соединяются или не взаимодействуют должным образом.
Этот подход менее инвазивен или опасен, чем другие доступные методы лечения, такие как введение стволовых клеток в сетчатку с целью регенерации, и является шагом вперед в этой области. Продолжаются эксперименты, чтобы оценить, смогли ли мыши, родившиеся слепыми, восстановить способность выполнять зрительные задачи, например, бегать по лабиринту. На данный момент похоже, что мыши воспринимают свет, но не могут различать формы. Исследователи хотели бы протестировать этот метод на тканях сетчатки глаза человека. Это исследование продвинуло наши усилия в направлении регенеративной терапии слепоты, вызванной генетическими заболеваниями глаз, такими как пигментный ретинит, возрастными заболеваниями и травмами.
{Вы можете прочитать исходную исследовательскую работу, щелкнув ссылку DOI, приведенную ниже в списке цитируемых источников}
Источник (ы)
Yao K et al. 2018. Восстановление зрения после de novo генеза палочковых фоторецепторов в сетчатке млекопитающих. природа. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0425-3
