Дослідження показує новий спосіб скасування генетичної сліпоти у ссавців
Фоторецептори є клітин в сітківка (задня частина ока), яка при активації посилає сигнал до мозок. Колбочкові фоторецептори необхідні для денного зору, сприйняття кольорів і гостроти зору. Ці колбочки закінчуються, коли захворювання очей досягають більш пізньої стадії. Подібно до клітин нашого мозку, фоторецептори не відновлюються, тобто коли вони дозрівають, вони припиняють ділитися. Таким чином, руйнування цих клітин може погіршити зір, а іноді навіть викликати сліпоту. Дослідники за підтримки Національного інституту очей Національного інституту охорони здоров’я США успішно вилікували вроджена сліпота у мишей шляхом перепрограмування підтримуючих клітин сітківки ока, які називаються глією Мюллера, і перетворення їх у палички фоторецепторів у їхньому дослідженні, опублікованому в природа. Ці палички є одним із типів клітин-рецепторів світла, які зазвичай використовуються для зору при слабкому освітленні, але вони також захищають колбочкові фоторецептори. Дослідники зрозуміли, що якщо ці палички можуть відновлюватися всередині ока, це можливе лікування для багатьох очей хвороби в яких уражаються переважно фоторецептори.
Давно встановлено, що глія Мюллера має потужний регенеративний потенціал у інших видів, як-от данио, що є чудовим модельним організмом для досліджень. Глія Мюллера ділиться і відновлюється у відповідь на пошкодження ока амфібії у риб данио. Вони також перетворюються на фоторецептори та інші нейрони і замінюють пошкоджені або втрачені нейрони. Тому даніо знову можуть бачити навіть після серйозної травми сітківки. Навпаки, очі ссавців не відновлюються таким чином. Глія Мюллера підтримує та живить навколишні клітини, але вони не відновлюють нейрони в такому темпі. Після травми відтворюється лише дуже невелика кількість клітин, що може бути не зовсім корисним. При проведенні лабораторних експериментів глія Мюллера ссавців могла імітувати глію у рибок данио, але лише після того, як тканина сітківки була завдана певної травми, що не доцільно, оскільки це буде контрпродуктивно. Вчені шукали спосіб перепрограмувати глію Мюллера у ссавців, щоб вона стала паличковим фоторецептором, не завдаючи жодної травми сітківці. Це було б як власний механізм «саморемонту» ссавців.
На першому етапі перепрограмування дослідники ввели в очі мишей ген, який активував би білок бета-катенін, який спричинив поділ глії Мюллера. На другому етапі, зробленому через кілька тижнів, вони вводили фактори, які стимулювали дозрівання знову розділених клітин до фоторецепторів паличок. Знову утворені клітини потім візуально відстежували за допомогою мікроскопа. Ці нові стрижні фоторецептори, які були створені, були схожі за структурою на справжні, і вони могли детектувати вхідне світло. Крім того, були сформовані синаптичні структури або мережа, що дозволяє паличкам з’єднуватися з іншими клітинами всередині сітківки, щоб передавати сигнали в мозок. Щоб перевірити функціональність цих паличкових фоторецепторів, були проведені експерименти на мишах, які страждають від вродженої сліпоти – мишей, народжених сліпими, у яких відсутні фоторецептори паличок, які працюють. Хоча ці сліпі миші мали палички і колбочки, їм не вистачало двох важливих генів, які дозволяють фоторецепторам передавати сигнали. Паличкові фоторецептори розвивалися подібним чином у сліпих мишей, які мають подібну функцію, як і у нормальних мишей. Активність була помічена в частині мозку, яка отримує візуальні сигнали, коли ці миші піддавалися впливу світла. Отже, нові стрижні були підключені для успішної передачі повідомлень до мозку. Ще потрібно проаналізувати, чи розвиваються нові палички і чи правильно функціонують у хворому оці, де клітини сітківки не з’єднуються або не взаємодіють належним чином.
Цей підхід є менш інвазивним або шкідливим, ніж інші лікування доступний, як вставка стовбурових клітин у сітківку ока з метою регенерації, і є кроком вперед у цій галузі. Тривають експерименти, щоб оцінити, чи миші, які народилися сліпими, відновили здатність виконувати зорові завдання, наприклад бігати лабіринтом. У цей момент схоже, що миші сприйняли світло, але не змогли розрізнити форми. Дослідники хотіли б перевірити цю техніку на тканині сітківки ока людини. Це дослідження просунуло наші зусилля щодо регенеративної терапії для сліпота викликані генетичними захворюваннями очей, такими як пігментний ретиніт, віковими захворюваннями та травмами.
***
{Ви можете прочитати оригінальну дослідницьку роботу, натиснувши посилання DOI, наведене нижче в списку цитованих джерел(ів)}
Джерела
Яо К та ін. 2018. Відновлення зору після de novo генезу паличкових фоторецепторів у сітківці ссавців. природа. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0425-3
***
