Китайские исследователи разработали метод прижизненного перепрограммирования клеток мюллеровской глии в ганглионарные клетки сетчатки у мышей с повреждениями сетчатки и мышей с болезнью Паркинсона.
Среди подходов к лечению нейродегенеративных заболеваний и повреждений мозга другой природы наряду с пересадкой нейронов предлагается другой путь восстановления погибших нейронов – перепрограммирование клеток глии в нейроны. Стандартный подход, заключающийся в переключении транскрипционных факторов, благодаря которому клетка одного типа начинает экспрессировать гены другого типа клеток, в условиях нервной ткани живого организма работает плохо: эффективность превращения глиальных клеток в нейроны нужного типа чрезвычайно низка. Китайские ученые предложили новый изящный подход для превращения глии в нейроны, который показал свою эффективность на мышах с поврежденной сетчаткой.
У мышей, с которыми работали исследователи, наблюдалась гибель особого вида нейронов – ганглионарных клеток сетчатки. Оказалось, что для превращения глиальных клеток сетчатки (мюллеровская глия) в ганглионарные клетки достаточно понизить экспрессию в них гена Ptbp1, кодирующего РНК-связывающий белок. Сайленсинг («приглушение» экспрессии) гена Ptbp1 исследователи осуществили с помощью особого вида системы CRISPR-Cas – CRISPR-Rx.
В отличие от наиболее популярной системы CRISPR, CRISPR-Cas9, которая активнейшим образом используется в редактировании геномов, мишенью CRISPR-Rx является не ДНК, а РНК, в данном случае – мРНК, считанная с гена Ptbp1. Таким образом, система CRISPR-Rx не вносит изменений в геном клетки, а просто подавляет синтез белка с гена Ptbp1, то есть осуществляет его нокдаун. Компоненты системы CRISPR-Rx доставляются в организм мыши с помощью очень популярного инструмента для доставки генетических конструкций в клетки – аденоассоциированного вируса (AAV). Нейроны, полученные из «перекрестившихся» глиальных клеток, были полностью функциональны, и зрительные реакции у подопытных мышей восстановились.
Но на этом авторы пошли дальше и решили опробовать новый метод в борьбе против одного из самых частых нейродегенеративных заболеваний – болезни Паркинсона. Они опробовали систему CRISPR-Rx в качестве инструмента для перепрограммирования глиальных клеток в дофаминергические нейроны черной субстанции, гибель которых наблюдается при болезни Паркинсона. Мишенью сайленсинга и в этом случае был ген Ptbp1. После перепрограммирования клеток глии и восстановления популяции дофаминергических нейронов двигательные нарушения у мышей стали гораздо менее выраженными. Авторы работы надеются, что предложенный ими подход станет мощным средством в борьбе с разнообразными нейрогенеративными расстройствами.
Статья была опубликована в Cell.
Текст: Елизавета Минина