Исследование показывает новый способ обратить вспять генетическую слепоту у млекопитающих
Photoreceptors are клеток в сетчатка (back of the eye) which when activated send signal to the мозг. Cone photoreceptors are necessary for daytime vision, perception of colours and visual acuteness. These cones expire when eye diseases reach a later stage. Just like our brain cells, photoreceptors do not regenerate i.e. once they mature they stop dividing. So, destruction of these cells can diminish vision and sometimes even cause blindness. Researchers supported by National Eye Institute of the National Institutes of Health USA have successfully cured 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.
This approach is less invasive or damaging than other лечение available like inserting stem cells into retina for regeneration purpose and is a step forward for this field. Experiments are ongoing to assess if mice who were born blind regained the ability to perform visual tasks e.g. running through a maze. At this point it looks like mice perceived light but were not able to make out shapes. Researchers would want to test this technique on human retinal tissue. This study had advanced our efforts towards regenerative therapies for слепота caused by genetic eye illnesses like retinitis pigmentosa, age-related diseases and injuries.
{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
