Проучването показва нов начин за обръщане на генетичната слепота при бозайник
Photoreceptors are cells in the retina (back of the eye) which when activated send signal to the brain. 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 вродена слепота при мишки чрез препрограмиране на поддържащи клетки в ретината, наречена Müller glia – и превръщането им в пръчковидни фоторецептори в тяхното проучване, публикувано в природа. Тези пръчки са един вид светлинни рецепторни клетки, които обикновено се използват за зрение при слаба светлина, но също така се вижда, че защитават конусните фоторецептори. Изследователите разбраха, че ако тези пръчки могат да се регенерират вътрешно в окото, това е възможно лечение за много очи заболявания при което се засягат основно фоторецепторите.
Отдавна е установено, че Müller glia има силен регенеративен потенциал при други видове като зебра, която е чудесен моделен организъм за изследвания. Глията на Мюлер се разделя и регенерира в отговор на нараняване на окото на земноводно при риба зебра. Те също така се превръщат във фоторецептори и други неврони и заместват увредените или изгубени неврони. Следователно рибата зебра може отново да вижда дори след сериозно нараняване на ретината. За разлика от тях, очите на бозайниците не се възстановяват по този начин. Müller glia поддържа и подхранва околните клетки, но не регенерират невроните с това темпо. След нараняване само много малък брой клетки се пресъздава, което може да не е напълно полезно. При провеждане на лабораторни експерименти глията на Мюлер при бозайници може да имитира тези при рибите зебра, но само след като се нанесе известно нараняване на тъканта на ретината, което не е препоръчително, тъй като ще бъде контрапродуктивно. Учените потърсиха начин да препрограмират глията на Мюлер от бозайници, за да се превърнат в фоторецептор на пръчка, без да причиняват никакво нараняване на ретината. Това би било като собствен механизъм за „самовъзстановяване“ на бозайника.
В първата стъпка от препрограмирането изследователите инжектират в очите на мишки ген, който ще активира бета-катенин протеин, който задейства глията на Мюлер да се раздели. Във втората стъпка, извършена след няколко седмици, те инжектират фактори, които стимулират новоразделените клетки да узреят в пръчковидни фоторецептори. След това новообразуваните клетки се проследяват визуално с помощта на микроскоп. Тези нови фоторецептори на пръчици, които бяха създадени, бяха подобни по структура на реалните и можеха да откриват входяща светлина. Освен това се формират синаптични структури или мрежа, позволяващи на пръчките да се свързват помежду си с други клетки в ретината, за да предават сигнали към мозъка. За да се тества функционалността на тези пръчковидни фоторецептори, бяха направени експерименти с мишки, страдащи от вродена слепота – мишки, родени слепи, без фоторецептори на пръчици, които работят. Докато тези слепи мишки имаха пръчки и конуси, липсваха им два критични гена, които позволяват на фоторецепторите да предават сигнали. Фоторецепторите на пръчката се развиват по подобен начин при слепи мишки, имащи подобна функция като при нормалните мишки. Наблюдава се активност в част от мозъка, която получава визуални сигнали, когато тези мишки са били изложени на светлина. И така, нови пръти бяха свързани, за да предават успешно съобщения до мозъка. Все още трябва да се анализира дали нови пръчки се развиват и функционират правилно в болно око, където клетките на ретината не се свързват или взаимодействат правилно.
Този подход е по-малко инвазивен или увреждащ от други налични лечения, като вмъкване на стволови клетки в ретината с цел регенерация и е стъпка напред в тази област. Продължават експерименти, за да се прецени дали мишките, които са родени слепи, са възвърнали способността си да изпълняват визуални задачи, например бягане през лабиринт. В този момент изглежда, че мишките възприемат светлина, но не могат да различат форми. Изследователите биха искали да тестват тази техника върху човешка тъкан на ретината. Това проучване насърчи усилията ни към регенеративни терапии за слепота, причинена от генетични очни заболявания като пигментен ретинит, заболявания и наранявания, свързани с възрастта.
***
{Можете да прочетете оригиналната изследователска статия, като щракнете върху връзката DOI, дадена по-долу в списъка с цитирани източници}
Източник (и)
Yao K et al. 2018. Възстановяване на зрението след de novo генезис на пръчковидни фоторецептори в ретината на бозайници. природа. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0425-3
***
