Оптогенетика перетворила нервові клітини на фоторецептори і відновила зір макак

Біологи змогли пустити сигнал через око в обхід непрацюючих фоторецепторів. Для цього вони адаптували технологію оптогенетики і запустили в сітківку вірусоподібні частинки, які змушують гангліонарні нервові клітини реагувати на світло. В результаті око макаки знову став реагувати на освітлення як здорове, але те, наскільки такий зір буде чітким, ще тільки належить з'ясувати. Стаття опублікована в журналі.

Сітківка ока має шар. Ключовим її елементом є світлочутливі палички і колбочки, від яких по ланцюжку імпульс передається на гангліонарні нервові клітини. Аксони цих клітин потім збираються в зоровий нерв і передають інформацію в мозок, але самі вони до світла не чутливі. Тому якщо через генетичні порушення або травми відмовляє світлочутливий шар, то зір втрачається.

Джульєт Макгрегор (Juliette McGregor) і її колеги з Рочестерського університету змогли змусити зір працювати без використання паличок і колбочок, використавши замість них модифіковані гангліонарні клітини. Для цього вони скористалися методом оптогенетики - технологією, яка впроваджує в нервові клітини елементи, що роблять їх світлочутливими.

Така модифікація здійснюється за допомогою вірусних векторів, вірусоподібних об'єктів, з яких видалені патогенні частини коду і залишено тільки те, що переносить генний матеріал в організм. У даному випадку додані гени змушували клітини виробляти опсин - той же світлочутливий білок, що і так використовується в очах.

Для того, щоб переконатися в працездатності цієї ідеї, дослідники провели експеримент на мавпах виду Макак-крабоїд (). У їх гангліонарний шар були введені вірусні вектори таким чином, що виробляючі опсин клітини сформували напівколо, друга половина якого залишилася незатронутою для наочного порівняння. Потім природні світлочутливі клітини були відокремлені від нервових, після чого в око почали світити лазером.

У результаті нервовий імпульс модифікованих гангліонарних клітин від попадання на них світла повністю збігся з тим, який випускають звичайні при стимуляції від паличок і колбочок. Більше того, модифікація працювала і через рік, не викликаючи ускладнень. На жаль, видиме мавпою зображення оцінити неможливо, тому в найближчому майбутньому вчені сподіваються випробувати свій метод на осліплих людях, щоб у перспективі метод міг знайти застосування в клінічній практиці.

Бувають і більш незвичайні приклади застосування методів оптогенетики. Так, американські вчені активували синапси нейронів відділів, що беруть участь у виробництві пісень зебрових амадин, таким чином впровадивши інформацію про пісні в мозок молодих птахів.