Превращение палочек в колбочки сохраняет зрение
В экспериментах на мышиной модели пигментной дегенерации сетчатки – заболевания, постепенно приводящего к полной слепоте, – исследователи университета Вашингтона, работающие под руководством доктора Джозефа Корбо (Joseph Corbo), репрограммировали палочки – светочувствительные клетки глаза, обеспечивающие ночное зрение. Эта манипуляция сделала клетки более похожими на колбочки – светочувствительные клетки, обеспечивающие дневное зрение, – и предотвратила дегенерацию сетчатки. В настоящее время ученые проводят дополнительные эксперименты, целью которых является подтверждение сохранности зрения животных.
Мутации более чем 200 генов ассоциированы с различными формами слепоты. В настоящее время специалисты работают над методами генной терапии ряда подобных заболеваний. Однако Корбо и его коллеги реши отойти от поиска методов лечения, корректирующих проявления индивидуальных мутаций, и направить свои усилия на разработку универсальных терапевтических подходов, которые позволили бы облегчить проявления множества форм нарушений зрения. Для воплощения этой идеи они изучают генетические факторы, позволяющие клеткам развивающегося глаза приобретать специализированные характеристики, необходимые для обеспечения зрения.
Сетчатка содержит два типа клеток-фоторецепторов: палочки и колбочки, обеспечивающие соответственно ночное и дневное зрение. При пигментной дегенерации сетчатки первыми погибают палочки, что лишает пациента способности видеть в темноте. Дневное зрение часто полностью сохраняется в течение определенного времени, однако и оно со временем угасает в результате гибели колбочек.
Авторы идентифицировали несколько генов, активность которых характерна исключительно для палочек или колбочек, но не для двух типов фоторецепторов одновременно. Одним из таких генов является ген Nrl, белковый продукт которого определяет дифференцировку клеток развивающегося глаза в палочки. Блокирование активности этого гена в клетках мышиного эмбриона приводит к появлению животных, сетчатка которых содержит только колбочки.
Ученые решили проверить, возможна ли подобная метаморфоза во взрослом возрасте. Для этого они создали мышиную модель пигментной дегенерации сетчатки с регулируемой активностью гена Nrl. Оказалось, что блокирование активности Nrl во взрослом организме приводит к частичному превращению палочек в колбочки. Через несколько месяцев после проведения этой процедуры, когда мыши группы контроля уже почти полностью утратили зрение, сетчатка животных экспериментальной группы демонстрировала более высокие уровни электрической активности, что свидетельствовало о сохранении зрения.
Светочувствительные клетки глаза формируют верхние фиолетовые и розовые слои на данных изображениях. Слева изображены клетки, репрограммирование которых повысило их устойчивость к пигментной дегенерации сетчатки, что обеспечило сохранность большего количества клеток, чем на правом изображении.
В настоящее время исследователи занимаются поиском других критических факторов развития, которые обеспечат более полную трансформацию палочек в колбочки.
Они надеются, что эта манипуляция поможет облегчить проявления и других заболеваний, при которых первыми погибают палочки, таких как макулярная дегенерация.
Статья C. L. Montana et al. Reprogramming of adult rod photoreceptors prevents retinal degeneration опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Washington University School of Medicine: Altering eye cells may one day restore vision.
29.01.2013