Даследаванне паказвае новы спосаб адмены генетычнай слепаты ў млекакормячых
Фотарэцэптары з'яўляюцца клетак ў сятчатка (задняя частка вока), якая пры актывацыі пасылае сігнал у мозг. Фотарэцэптары колбачак неабходныя для дзённага гледжання, ўспрымання кветак і вастрыні гледжання. Гэтыя колбачкі заканчваюцца, калі вочныя захворванні пераходзяць на больш познюю стадыю. Гэтак жа, як клеткі нашага мозгу, фотарэцэптары не аднаўляюцца, г.зн., калі яны спеюць, яны перастаюць дзяліцца. Такім чынам, разбурэнне гэтых клетак можа паменшыць зрок, а часам нават выклікаць слепату. Даследчыкі пры падтрымцы Нацыянальнага вочнага інстытута Нацыянальнага інстытута аховы здароўя ЗША паспяхова вылечылі прыроджаная слепата у мышэй шляхам перапраграмавання падтрымліваючых клетак у сятчатцы, якія называюцца гліяй Мюлера, і ператварэння іх у палачкавыя фотарэцэптары ў сваім даследаванні, апублікаваным у Прырода. Гэтыя палачкі з'яўляюцца адным з тыпаў клетак святлорэцэптараў, якія звычайна выкарыстоўваюцца для зроку пры слабым асвятленні, але яны таксама абараняюць колбаскападобныя фотарэцэптары. Даследчыкі зразумелі, што калі гэтыя палачкі могуць аднаўляцца ўнутры ў воку, гэта магчымае лячэнне для многіх вачэй хваробы у якіх дзівяцца ў асноўным фотарэцэптары.
Даўно было ўстаноўлена, што глія Мюлера мае моцны рэгенератыўны патэнцыял у іншых відаў, такіх як даніо, які з'яўляецца выдатным мадэльным арганізмам для даследаванняў. Глия Мюлера дзеліцца і рэгенеруе ў адказ на траўму вока земнаводных у даніо. Яны таксама ператвараюцца ў фотарэцэптары і іншыя нейроны і замяняюць пашкоджаныя або страчаныя нейроны. Такім чынам, даніо зноў можа бачыць нават пасля сур'ёзнай траўмы сятчаткі. Наадварот, вочы млекакормячых не аднаўляюцца такім чынам. Глия Мюлера падтрымлівае і сілкуе навакольныя клеткі, але яны не рэгенеруюць нейроны такімі тэмпамі. Пасля траўмы аднаўляецца толькі вельмі невялікая колькасць клетак, што можа быць не зусім карысным. Пры правядзенні лабараторных эксперыментаў глія млекакормячых Мюлера магла імітаваць гліі ў рыбак даніо, але толькі пасля таго, як тканіна сятчаткі была нанесена некаторым пашкоджаннем, што непажадана, так як гэта будзе контрпрадуктыўна. Навукоўцы шукалі спосаб перапраграмаваць глию Мюлера млекакормячых, каб яна стала палачкавым фотарэцэптарам, не наносячы ніякіх пашкоджанняў сятчатцы. Гэта было б падобна на ўласны механізм «самапраўлення» млекакормячых.
На першым этапе перапраграмавання даследчыкі ўвялі ў вочы мышам ген, які актываваў бы бялок бэта-катэнін, які выклікаў дзяленне глии Мюлера. На другім этапе, зробленым праз некалькі тыдняў, яны ўвялі фактары, якія стымулявалі зноў падзеленыя клеткі паспяваць у палачкавыя фотарэцэптары. Зноў адукаваныя клеткі затым візуальна адсочвалі з дапамогай мікраскопа. Гэтыя новыя стрыжневыя фотарэцэптары, якія былі створаны, былі падобныя па структуры на рэальныя, і яны маглі заўважыць паступае святло. Акрамя таго, утварыліся сінаптычныя структуры або сетка, якія дазваляюць палачкам злучацца з іншымі клеткамі ўнутры сятчаткі, каб перадаваць сігналы ў мозг. Каб праверыць функцыянальнасць гэтых палачкавых фотарэцэптараў, былі праведзены эксперыменты на мышах, якія пакутуюць ад прыроджанай слепаты - мышэй, якія нарадзіліся сляпымі, у якіх адсутнічаюць палачкавыя фотарэцэптары, якія працуюць. У той час як у гэтых сляпых мышэй сапраўды былі палачкі і колбачкі, ім не хапала двух крытычных генаў, якія дазваляюць фотарэцэптараў перадаваць сігналы. Палачкавыя фотарэцэптары развіваліся падобным чынам у сляпых мышэй, якія выконваюць аналагічныя функцыі, як і ў звычайных мышэй. Актыўнасць была заўважаная ў частцы мозгу, якая атрымлівае візуальныя сігналы, калі гэтыя мышы падвяргаліся ўздзеянню святла. Такім чынам, новыя стрыжні былі падлучаныя, каб паспяхова перадаваць паведамленні ў мозг. Яшчэ трэба прааналізаваць, ці развіваюцца і належным чынам функцыянуюць новыя палачкі ў хворым воку, дзе клеткі сятчаткі не злучаюцца і не ўзаемадзейнічаюць належным чынам.
Гэты падыход менш інвазіўны або шкодны, чым іншыя лячэнне даступны, як устаўка ствалавых клетак у сятчатку для рэгенерацыі, і з'яўляецца крокам наперад у гэтай галіне. Эксперыменты працягваюцца, каб ацаніць, калі мышы, якія нарадзіліся сляпымі, аднавілі здольнасць выконваць глядзельныя задачы, напрыклад, бегаць па лабірынце. У гэты момант здаецца, што мышы адчувалі святло, але не маглі разглядзець формы. Даследчыкі хацелі б праверыць гэтую тэхніку на тканінах сятчаткі чалавека. Гэта даследаванне прасунула нашы намаганні ў напрамку рэгенератыўнай тэрапіі слепата выкліканыя генетычнымі захворваннямі вачэй, такімі як пігментны рэтыніце, узроставымі захворваннямі і траўмамі.
***
{Вы можаце прачытаць арыгінальную даследчую працу, націснуўшы на спасылку DOI, прыведзены ніжэй у спісе цытуемых крыніц}
Крыніца (я)
Яо К і інш. 2018. Аднаўленне зроку пасля de novo генезу палачкавых фотарэцэптараў у сятчатцы млекакормячых. Прырода. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0425-3
***
