Недавние исследования на взрослых мышах показали, что сверхэкспресия Ascl1 — пронейронального транскрипционного фактора – стимулирует глию Мюллера для генерации новых нейронов после повреждения сетчатки.
До сих пор было неизвестно, насколько осуществим этот подход для клеток человека, но в декабре минувшего года американские ученые провели пилотное исследование, в котором впервые продемонстрировали возможность перепрограммирования человеческой глии Мюллера в нейрогенные клетки, что может помочь в борьбе с заболеваниями, приводящими к слепоте в результате дегенерации клеток сетчатки. Статья с результатами исследования опубликована в Stem Cell Reports.
Сетчатка глаза представляет собой внутреннюю оболочку глаза, состоящую из нескольких слоев и содержащую светочувствительные фоторецепторы (палочки и колбочки). Когда из-за болезни или полученной травмы начинается деградация клеток сетчатки, это становится необратимым процессом, который может привести как к снижению зрения, так и к полной его потере.
Нейробиологи на сегодняшний день хорошо изучили регенерацию нейронов сетчатки у некоторых немлекопитающих позвоночных, таких как рыбы и птицы, и пришли к выводу, что этот процесс управляется мюллеровой глией (МГ) – особыми глиальными клетками, пронизывающими все слои сетчатки глаза позвоночных и поддерживающими структурную и функциональную стабильность её клеток. При этом МГ отвечает не только за опорную функцию: во многом она препятствует рассеиванию света, направляя его к фоторецепторам, а также регулирует состав внеклеточной среды. После повреждения у некоторых видов МГ активируется таким образом, что она повторно вступает в клеточный цикл и генерирует новые клетки, подобные клеткам-предшественникам сетчатки. А эти предшественники в свою очередь размножаются и генерируют новые нейроны, таким образом не только предотвращая прогрессирующую дегенерацию зрения, но и восстанавливая его.
За инициацию нейрогенеза из глии сетчатки у рыб и птиц ответственен ряд факторов, один из которых – особый пронейрональный транскрипционный фактор Ascl1 – белок, регулирующий транскрипцию, также известный как фактор нейрогенеза. Именно его сверхэкспрессия у немлекопитающих позвоночных ответственна за перепрограммирование мюллеровской глии в нейрогенное состояние. Проблему же представляет то, что у млекопитающих после травмы сетчатки Ascl1 не экспрессируется: напротив, при повреждении их мюллеровская запускает глиоз, при котором поврежденные нейроны замещаются глиальными клетками. Ранние исследования на мышах показали, что вызванная сверхэкспрессия Ascl1 у взрослых мышей также активирует созревание новых нейронов из глии. Но возможен ли такой подход для человека?
Именно на этом вопросе сосредоточились учёные из Вашингтона: результаты их исследования in vitro на человеческой МГ подтвердили предположения о том, что она также может служить источником восстановления сетчатки и у человека. Для этого в первую очередь авторы исследования проследили дифференцировку клеток с помощью иммунофлуоресценции на срезах и сетчатке плода человека, в результате чего обнаружили, что глия Мюллера возникает в развивающейся сетчатке на порядок раньше, чем предполагалось ранее. В своей работе учёные также представили трёхмерную визуализацию глаза человека и ряд изображений, полученных с помощью флуоресцентной микроскопии, на которых отразили присутствие мюллеровской глии в центральной ямке в развивающейся сетчатке и её дальнейшее постепенное распространение к периферическим областям. Дальнейшие опыты показали, что сверхэкспрессия ASCL1 действительно запускает нейрогенез в культурах мюллеровской глии человека. При этом типы нейронов, полученных в человеческих культурах, оказались различны с теми, что наблюдали у мышей, хотя причины подобных различий пока что остаются неясными.
Учёным предстоит найти ответы на множество вопросов, прежде чем стимуляция регенерации станет повсеместным способом восстановлении сетчатки при потере зрения. Но представленные доказательства регенеративной способности человеческой глии Мюллера говорят о значительном потенциале этого метода для будущих исследований.
Текст: Анастасия Буглинина