Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Categories:

Репрограммированные клетки помогли ослепшим мышам отличить свет от тени

Американские биологи продвинулись на шаг ближе к лечению дегенеративных болезней сетчатки: они имплантировали ослепшим мышам палочкоподобные клетки, полученные репрограмммированием из фибробластов.

Репрограммированные клетки помогли ослепшим мышам отличить свет от тени

Таким образом удалось восстановить чувствительность к свету почти в половине случаев. Причем эффект был заметен даже на поздних стадиях дегенерации сетчатки, когда собственных палочек в сетчатке мышей уже не осталось — это значит, что подсаженные клетки действовали сами по себе, а не сливались с уже имеющимися. Работа опубликована в журнале Nature.



Среди множества тканей и органов, которые ученые пытаются выращивать из стволовых клеток, сетчатка стоит особняком. Проблема в том, что в глазу человека вообще немного стволовых клеток, поэтому «запасные элементы» приходится добывать с помощью репрограммирования. Иными словами, сначала у пациента берут клетки другой ткани, чаще всего — фибробласты, затем их превращают в аналог зародышевых клеток (индуцированные плюрипотентные клетки), а потом дифференцируют в клетки нужного типа. Таким образом уже удалось получить пигментный эпителий (слой, на котором лежат фоторецепторы) и роговицу.

Однако сетчатка по структуре своей настолько сложна, что пока ни у кого не получилось вырастить ее in vitro. Сай Шавала (Sai Chavala) из Центра здоровья при Университете Северного Техаса вместе с коллегами решили пойти другим путем и восстановить ее работу in vivo. В качестве модели они взяли мышей с мутацией в гене rd1, которая вызывает разрушение палочек — фоторецепторных клеток, ответственных за восприятие интенсивности света. К концу месяца жизни палочек в их сетчатке уже не остается, и они перестают реагировать на свет.

Новые колбочки исследователи решили по традиции получить из фибробластов. Однако они приняли решение избежать стадии индуцированных плюрипотентных клеток, потому что она повышает риск образования опухолей. И вместо классического репрограммирования применили трансдифференцировку — то есть попробовали получить палочки из фибробластов напрямую.

Для этого они взяли другую линию мышей, у которых нет мутации в rd1, но палочки которых экспрессируют зеленый флуоресцентный белок. У этих животных забрали фибробласты и обработали их белковым коктейлем для получения нейронов. Оказалось, что сами по себе четыре белка из коктейля не позволяют превратить фибробласты в палочки, но добавив еще один белок, авторы работы получили палочкоподобные клетки, в которых работали гены сетчатки.

Эти клетки подсадили под сетчатку 24-дневным мышам. Чтобы проверить, насколько этот метод эффективен, исследователи измеряли зрачковый рефлекс: на сколько процентов снижается размер зрачка в качестве реакции на свет. В 6 глазах из 14 прооперированных они заметили улучшения: зрачок начал сжиматься при такой интенсивности, которую мыши, не получившие терапии, не распознавали. Кроме того, те животные, у которых ученые заметили улучшения, стали в полтора раза больше времени проводить в темноте при выборе между светлым и темным помещением, то есть вели себя в этом отношении так же, как зрячие мыши.

Репрограммированные клетки помогли ослепшим мышам отличить свет от тени
А - зрачки мышей в темноте (сверху) и на свету (снизу) после трансплантации клеток в сравнении со здоровыми животными (слева). B - сокращение зрачков в ответ на свет: красный - здоровые животные, черный - мутантные мыши, синий - мутантные мыши после инъекции физраствора, черный - мутантные мыши после трансплантации. Стрелки обозначают улучшение показателей. C - количество времени, которое мыши проводили в темноте. D - флуоресцентные палочкоподобные клетки в сетчатке.

Затем исследователи повторили свой эксперимент на 31-дневных мышах, у которых собственные палочки уже полностью дегенерировали. Но и у них в половине случаев (3 из 6) удалось добиться возвращения зрачкового рефлекса. Это означает, что трансплантируемые клетки не помогают выживать собственным палочкам мышей, а сами занимают их место в сетчатке.

Таким образом, авторы работы продемонстрировали, что репрограммированные клетки могут приживаться в сетчатке и частично принимают на себя функции погибших фоторецепторов. В то же время, они отмечают, что эта технология пока далека от клинического применения — для того, чтобы трансплантировать палочкоподобные клетки людям, необходимо повысить эффективность репрограммирования, потому что сами по себе фоторецепторы не делятся ни в культуре, ни внутри организма.

Мы уже писали о других технологиях, с помощью которых ученые пытаются восстанавливать зрение: это, например, оптогенетика и мозговые имплантаты. Также недавно для этого впервые использовали генетическое редактирование.

Автор: Полина Лосева





Ссылка на источник

Tags: биотехнология, восприятие, зрение, медицина
Subscribe

Posts from This Journal “биотехнология” Tag

Buy for 10 tokens
Аня Бусева из Минска 25 июня встретит свой 17-й День рождения. У девочки есть одно большое желание, даже скорее мечта. Это не новомодный гаджет, не трендовые одежки из бутика и даже не путешествие к морю. Ане нужна специализированная инвалидная коляска. С рождения девочка получила диагноз…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments