Репрограмовані клітини допомогли засліплим мишам відрізнити світло від тіні

Американські біологи просунулися на крок ближче до лікування дегенеративних хвороб сітківки: вони імплантували засліплим мишам паличкоподібні клітини, отримані репрограмуванням з фібробластів. Таким чином вдалося відновити чутливість до світла майже в половині випадків. Причому ефект був помітний навіть на пізніх стадіях дегенерації сітківки, коли власних паличок у сітківці мишей вже не залишилося - це означає, що підсаджені клітини діяли самі по собі, а не зливалися з уже наявними. Роботу опубліковано в журналі.

Серед безлічі тканин і органів, які вчені намагаються вирощувати зі стовбурових клітин, сітківка стоїть окремо. Проблема в тому, що в оці людини взагалі трохи стовбурових клітин, тому «запасні елементи» доводиться видобувати за допомогою репрограмування. Іншими словами, спочатку у пацієнта беруть клітини іншої тканини, найчастіше - фібробласти, потім їх перетворюють на аналог зародкових клітин (індуковані плюрипотентні клітини), а потім диференціюють на клітини потрібного типу. Таким чином вже вдалося отримати пігментний епітелій (шар, на якому лежать фоторецептори) і рогівку.

Однак сітківка за структурою своєю настільки складна, що поки ні в кого не вийшло виростити її. Сай Шавала (Sai Chavala) з Центру здоров'я при Університеті Північного Техасу разом з колегами вирішили піти іншим шляхом і відновити її роботу. Як модель вони взяли мишей з мутацією в гені, яка викликає руйнування паличок - фоторецепторних клітин, відповідальних за сприйняття інтенсивності світла. До кінця місяця життя паличок у їхній сітківці вже не залишається, і вони перестають реагувати на світло.

Нові палички дослідники вирішили за традицією отримати з фібробластів. Однак вони вирішили уникнути стадії індукованих плюрипотентних клітин, тому що вона підвищує ризик утворення пухлин. І замість класичного репрограмування застосували трансдиференціювання - тобто спробували отримати палички з фібробластів безпосередньо.

Для цього вони взяли іншу лінію мишей, у яких немає мутації в, але палички яких експресують зелений флуоресцентний білок. У цих тварин забрали фібробласти і обробили їх білковим коктейлем для отримання нейронів. Виявилося, що самі по собі чотири білки з коктейлю не дозволяють перетворити фібробласти на палички, але додавши ще один білок, автори роботи отримали паличкоподібні клітини, в яких працювали гени сітківки.

Ці клітини підсадили під сітківку 24-денним мишам. Щоб перевірити, наскільки цей метод ефективний, дослідники вимірювали зіничний рефлекс: на скільки відсотків знижується розмір зіниці в якості реакції на світло. У 6 очах з 14 прооперованих вони помітили поліпшення: зіниць почав стискатися при такій інтенсивності, яку миші, які не отримали терапії, не розпізнавали. Крім того, ті тварини, у яких вчені помітили поліпшення, стали в півтора рази більше часу проводити в темряві при виборі між світлим і темним приміщенням, тобто вели себе в цьому відношенні так само, як зрячі миші.

Потім дослідники повторили свій експеримент на 31-денних мишах, у яких власні палички вже повністю дегенерували. Але і у них в половині випадків (3 з 6) вдалося домогтися повернення зірочного рефлексу. Це означає, що трансплантовані клітини не допомагають виживати власним паличкам мишей, а самі займають їх місце в сітківці.

Таким чином, автори роботи продемонстрували, що репрограмовані клітини можуть приживатися в сітківці і частково приймають на себе функції загиблих фоторецепторів. У той же час, вони відзначають, що ця технологія поки далека від клінічного застосування - для того, щоб трансплантувати паличкоподібні клітини людям, необхідно підвищити ефективність репрограмування, тому що самі по собі фоторецептори не діляться ні в культурі, ні всередині організму.

Ми вже писали про інші технології, за допомогою яких вчені намагаються відновлювати зір: це, наприклад, оптогенетика і мозкові імплантати. Також нещодавно для цього вперше використовували генетичне редагування. А про те, як лікарі вже вміють працювати з людським оком, читайте в нашому матеріалі «Тонше алмазного ножа».