Потеря зрения — один из самых распространенных видов инвалидности в наше время, но сегодняшний день существует очень мало эффективных вариантов лечения этого недуга, если причина слепоты кроется в проблемах с сетчаткой.
Многие заболевания, приводящие к слепоте, характеризуются прогрессирующей потерей фоторецепторов, которые лишены способности к регенерации у млекопитающих, включая человека. Перспективным методом лечения таких патологий может стать трансплантация фоторецепторов. Ученые из Дрезденского центра регенеративной терапии (CRTD) разработали и провели доклиническое исследование нового метода производства колбочек сетчатки глаза человека. Результаты исследования опубликованы в Journal of Clinical Investigation.
Команда немецких ученых разработала надежный метод получения большого количества фоторецепторных клеток человека. Исследователи показывают, что полученные фоторецепторы могут массово внедряться в частично дегенерированную сетчатку мышей, формируя необходимые для адекватного восприятия света морфологические структуры.
В ходе исследования использовались индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПСК) человека для выращивания мини-сетчатки in vitro и отбора колбочек для трансплантации. Для того, чтобы получить чистую популяцию фоторецепторов была разработана новая линия иПСК человека, из которой получались колбочки со встроенной меткой – зеленым флуоресцентным белком. Эта метка не мешает функционированию клеток, однако позволяет надежно отличить фоторецепторы от остальных клеток мини-сетчатки.
Трансплантацию проводили взрослым мышам с частично дегенерированной сетчаткой, у которых отсутствовал только один из двух типов фоторецепторов – колбочки. Далее команда исследователей использовала различные методы для тщательной проверки созревания и функционирования трансплантированных фоторецепторов. Им удалось продемонстрировать, что пересаженные колбочки не только обретают морфологические и физиологические характеристики нормальных фоторецепторов, но также функционируют должным образом, передавая сигналы нижележащим слоям нервных клеток.
В ходе эксперимента ученым удалось установить идеальный возраст фоторецепторов для переноса, включения и созревания трансплантата. Ученые также обнаружили, что для оптимальной интеграции в сетчатку и взаимодействия с другими клетками колбочкам требуется значительное время, до 6 месяцев. Взаимодействие трансплантированных клеток с клетками сетчатки хозяина имеет решающее значение для их успешного созревания. Некоторые из оставшихся клеток сетчатки (например, клетки Мюллера) послужили каркасом для новых фоторецепторов и помогли им правильно организоваться в пространстве.
Полученные в результате исследования знания помогут переосмыслить будущие подходы к трансплантации фоторецепторов и приблизиться к использованию данной технологии для восстановления зрения у людей.
Текст: Павел Кулагин