Стволовые клетки восстановили зрение у слепых мышей

Японские ученые из Центра биологии развития RIKEN (RIKEN Center for Developmental Biology) разработали методику лечения дегенеративных изменений сетчатки на терминальной стадии. Полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) мыши ткани сетчатки после трансплантации создают межклеточные связи с окружением, реагируют на стимуляцию светом и восстанавливают зрительные функции, сообщают исследователи в статье, опубликованной 10 января 2017 года в Stem Cell Reports.

Терминальная стадия дегенерации сетчатки (ретины) – главная причина необратимой потери зрения и слепоты у пожилых людей. Как правило, пациенты с такими заболеваниями как пигментный ретинит и возрастная макулярная дегенерация, теряют зрение в результате повреждения наружного ядерного (зернистого) слоя светочувствительных клеток фоторецепторов глаза. На данный момент дегенерации сетчатки на терминальной стадии не лечится. Единственные доступные методы терапии имеют ограниченные возможности предотвращения прогрессирования потери зрения.

Одна из современных стратегий восстановления зрения у пациентов, потерявших зрение по причине дегенерации сетчатки, основана на пересадке клеток.

Команда учёных под руководством Масайо Такахаши (Masayo Takahashi) в проведённых ранее исследованиях показала, что ткани ретины, полученные из стволовых клеток, после трансплантации животным с терминальной стадией дегенерации сетчатки могут развиваться в структурированные наружные ядерные слои, состоящие из фоторецепторов. Однако до сегодняшнего дня было не ясно, способна ли трансплантация этих клеток восстановить зрительную функцию.

В новом исследовании Такахаши совместно с Мичико Мандаи (Michiko Mandai), первым автором работы, решили изучить данный вопрос. Для этого они сначала перепрограммировали клетки кожи, полученные от взрослых мышей, а затем превратили созданные ИПСК в ткани сетчатки. После пересадки мышам с терминальной стадией дегенерации сетчатки, ткани сформировали фоторецепторы, которые создали прямые связи с соседними клетками.

Кроме того, практически все трансплантаты продемонстрировали некоторый ответ на стимуляцию светом. Успех результатов заключается в том, что были использованы дифференцированные ткани сетчатки, а не клетки ретины, как в большинстве исследований в этой сфере.

«Фоторецепторы в трехмерной структуре могут развиваться с образованием более зрелой, организованной морфологии, и, следовательно, могут лучше реагировать на свет», — объяснила Такахаши. «Согласно полученным нами данным, после трансплантации сетчатка мыши может реагировать на свет уже спустя месяц, но в связи с тем, что сетчатке человека необходимо больше времени для развития, может пройти от пяти до шести месяцев до начала её реакции на свет».

Примечательно, что данная терапевтическая стратегия восстановила зрение практически у половины мышей с терминальной стадией дегенерации сетчатки. Мышей помещали в коробку, состоящую из двух камер, которые независимо друг от друга подавали электрический разряд на пол. Предварительно подавался предупреждающий световой сигнал, который позволял животным избежать удара током, перебежав в соседнюю камеру. Таким образом учёные отметили частичное восстановление зрения у некоторых мышей.

«Мы показали, что зрительная функция может быть в некоторой степени восстановлена с помощью трансплантации сетчатки, полученной из ИПСК», — говорит Мандаи. «Это означает, что тот, кто утерял восприятие света, сможет видеть пятна или более широкое поле света вновь».

Для того чтобы сделать результаты исследования применимыми для пациентов, учёные в настоящее время изучают возможность восстановления зрения у животных с терминальной стадией дегенерации сетчатки с помощью ретины, полученной из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека.

Если эксперимент пройдёт успешно, исследователи собираются проверить безопасность данного протокола, в частности, реакцию «трансплантат против хозяина». Также планируется поиск путей для повышения способности пересаженных фоторецепторов интегрировать в сетчатку реципиента. В дальнейшем предполагается проведение клинических испытаний на людях.

«Это пока ещё этапы терапии на стадии разработки. Нельзя ожидать полного моментального восстановления зрения», — предупреждает Такахаши. «Мы начнём с этапа восприятия света или больших фигур, но надеемся восстановить более значимые зрительные функции в будущем».