По данным Национального института глаз США, амблиопия является наиболее частой причиной потери зрения у детей. Он возникает, когда зрительное восприятие нарушается в младенчестве, например, из-за катаракты одного глаза. Даже после удаления катаракты зрение через пораженный глаз ухудшается из-за неспособности этого глаза развивать прочные связи в головном мозге. Нынешнее лечение, заключающееся в закрытии «хорошего» глаза повязкой для усиления амблиопического глаза, эффективно лишь частично и не может помочь после окончания «критического периода» до достижения 8-летнего возраста.
В новом исследовании нейробиологи из Массачусетского технологического института и Университета Далхаузи демонстрируют, что, временно обезболивая сетчатку здорового глаза, они могут надолго улучшить зрение у амблиопического глаза даже после критического периода у двух разных видов млекопитающих.
Обнадеживающие результаты подтверждают дальнейшие доклинические испытания новой терапии, в которой сетчатка глаза, не страдающего амблиопией, временно и обратимо подавляется инъекцией тетродотоксина (ТТХ), сказал Марк Беар, профессор нейробиологии Пикауэра в Институте обучения и памяти Пикауэра. в MIT и автор-корреспондент исследования, опубликованного в eLife .
«Мы наблюдали выздоровление у каждого животного», - сказал Беар, профессор кафедры мозга и когнитивных наук Массачусетского технологического института. «Мы сделали намного лучше, чем кто-либо ожидал».
Результаты вселяют надежду, что подход в конечном итоге может быть применен к людям, добавил Кевин Даффи, профессор кафедры психологии и неврологии в Далхаузи.
«Это замечательные данные, которые демонстрируют беспрецедентный профиль выздоровления», - сказал Даффи, который руководил исследованием вместе с Минг-фая Фонгом, постдоком в лаборатории Bear's Picower Institute. «Я надеюсь и оптимистично настроен в том, что это исследование может открыть путь к новому и более эффективному подходу к лечению амблиопии. Я очень горжусь тем, что стал частью этого плодотворного сотрудничества».
Новый подход к амблиопии
Новый подход основан на десятилетиях основополагающих открытий в области нейробиологии под руководством Медведя, которые показали, как развивается амблиопия. Когда вход от амблиопичного глаза слабый, ключевые связи или «синапсы» в нейронных цепях, ведущих от глаза к зрительной коре головного мозга, увядают в результате процесса, который он обнаружил под названием «долговременная депрессия». Но теоретические и экспериментальные исследования его лаборатории также показали, что полное, но временное прекращение визуального ввода создает состояние, при котором синаптические связи могут полностью восстановиться, как если бы они были «перезагружены».
В 2016 году Беар, Даффи, Фонг и его коллеги показали, что они могут восстановить зрение у амблиопичных мышей после критического периода, временно отключив обе сетчатки с помощью ТТХ. Но в новом исследовании они стремились определить, может ли зрение восстановиться путем временного приостановления активности сетчатки только в неамблиопическом глазу у старых животных, сказал Фонг.
Профессор Пикауэра Марк Беар и постдок Минг-фай Фонг на фото 2018 года. Предоставлено: Bear Lab / Институт Пикауэра.
«Эти различия могут показаться незначительными, но они имеют большое значение по нескольким причинам», - сказала она. «Во-первых, инактивация обеих сетчаток эффективно устраняет зрение; даже если это временно, это создает некоторые практические проблемы. Поэтому наша способность ограничивать инактивацию только одним глазом делает ее потенциально более удобной для клинического перевода. Во-вторых, в настоящее время нет лечения амблиопии у взрослых у людей. В нашем исследовании мы использовали взрослых животных с амблиопией, которые не поддаются никакому другому лечению из-за снижения способности к пластичности, которое приходит с возрастом ».
Авторы также стремились подтвердить свой результат у более чем одного вида, чтобы гарантировать, что эффект распространяется на мозг млекопитающих. Есть все основания так думать. Клинические наблюдения на людях показывают, что в некоторых случаях, когда человек с амблиопией теряет неамблиопический глаз из-за болезни или травмы, его амблиопический глаз может улучшиться, даже если он взрослый.
Поэтому в новом исследовании команда проверила, приведет ли введение ТТХ в неамблиопический глаз животных моделей к полному восстановлению зрительной реакции в их амблиопичном глазу после критического периода. Это происходило не только с каждым испытанным животным, но также и зрительные реакции всегда восстанавливались до нормального уровня в глазу, получившем ТТХ.
«Это очень ясная демонстрация того, как понимание принципов синаптической пластичности может привести к новой терапевтической стратегии», - сказал Беар.
Исследователи даже показали, что нейроны, которые передают визуальный сигнал в зрительную кору , уменьшающуюся при амблиопии, смогли вернуться к нормальному размеру.
Эффект от терапии был сильнее и устойчивее, чем в клинических случаях неамблиопической потери глаза у людей, потому что после перезагрузки синаптических связей для амблиопического глаза и восстановления активности сетчатки в неамблиопическом глазу они становятся взаимно усиливающими, сказал Беар. .
Результаты подтверждают теорию о том, что временная инактивация неамблиопичного глаза создает основу для постоянного укрепления синапсов амблиопичного глаза. Эта теория утверждает, что когда активность неамблиопичного глаза полностью отсутствует, степень воздействия через амблиопический глаз становится достаточной для запуска синаптического усиления или «долговременной потенциации».
Следующие шаги
Однако, как отмечают авторы, теория не нуждается в разрешении, чтобы многообещающие результаты предприняли следующие шаги в направлении клинического использования. Вместо этого Беар сказал, что он планирует продолжить новые исследования, чтобы убедиться, что этот подход будет безопасным и эффективным для таких людей, как взрослые, для которых пластырь-терапия больше не подходит.
