Исследователи под руководством Мичико Мандаи из Центра исследований динамики биосистем (BDR) RIKEN в Японии использовали генетическую модификацию для улучшения трансплантатов сетчатки человеческого происхождения, выращенных в лаборатории. После трансплантации в поврежденную сетчатку мыши своевременное удаление определенных клеток из трансплантатов позволило улучшить связь с сетчаткой хозяина, что привело к большей чувствительности поврежденных глаз к свету. Поскольку листы сетчатки были созданы из стволовых клеток человеческого происхождения, это представляет собой один из последних шагов, необходимых перед тем, как этот метод можно будет протестировать в клинических испытаниях на людях для восстановления дегенерации сетчатки. Исследование было опубликовано в научном журнале iScience .
Пигментный ретинит — это наследственное заболевание, при котором фоторецепторы в сетчатке умирают, что приводит к полной или прогрессирующей потере зрения в определенных местах. Одним из многообещающих методов лечения является замена части сетчатки в задней части глаза новым листом сетчатки, включая фоторецепторы, выращенные из стволовых клеток . Чтобы эта регенеративная клеточная терапия работала, новые рецепторы света в трансплантате должны соединяться с нейронами в сетчатке хозяина, позволяя свету из внешнего мира передаваться в мозг, как мы и видим.
Основываясь на своих предыдущих исследованиях, команда RIKEN BDR знала, что соединение привитого листа с биполярными клетками в сетчатке хозяина имеет решающее значение. Но листы сетчатки, естественно, содержат свои собственные биполярные клетки. «Биполярные клетки неизбежно рождаются, когда лист сетчатки развивается должным образом и фоторецепторы созревают», — говорит Мандаи. «Но именно их связь с биполярными клетками сетчатки не позволяет фоторецепторам соединяться с биполярными клетками хозяина». Решение состояло в том, чтобы сконструировать листы сетчатки, которые потеряли бы свои биполярные клетки на последних стадиях созревания фоторецепторов .
Вид сетчатки после трансплантации листа сетчатки, выращенного из нормальных стволовых клеток человека (вверху) или модифицированных стволовых клеток, лишенных гена ISL1 (внизу). Биполярные клетки красные. Глядя на нижнее правое изображение каждой панели, мы видим, что в сетчатке нового типа отсутствуют биполярные клетки. Это позволяет трансплантированным фоторецепторам лучше связываться с биполярными клетками хозяина. 1 кредит
Исследователи нацелились на ISLET1, ген, необходимый для созревания биполярных клеток, которые соединяются с фоторецепторами. Они начали с линии стволовых клеток человека и создали клоны, в которых отсутствовал ген ISLET1. Затем они вырастили органоидные листы сетчатки из этих клонов. Вначале эти листы сетчатки развивались так же, как и листы, выращенные из нормальных стволовых клеток. Все различные типы клеток сетчатки, особенно фоторецепторы, присутствовали и были правильно организованы. Как и предполагалось, целевые биполярные клетки в конце концов отмерли, что и происходит, когда им не дают созреть.
С этим успехом исследователи проверили свою теорию, пересадив лист сетчатки нового типа в дегенеративную сетчатку крыс, в которой отсутствовали почти все фоторецепторы. Различные тесты показали, что фоторецепторы в листе сетчатки правильно созрели после трансплантации и по сравнению с нормальным листом сетчатки лучше контактировали с глазом хозяина. Чтобы проверить, действительно ли это привело к улучшению реакции на свет, команда записала информацию о ганглиозных клетках сетчатки , которые формируют зрительный нерв и передают визуальную информацию от биполярных клеток в мозг. Таким образом, хорошие ответы здесь означали бы, что больше фоторецепторов в листе трансплантата были связаны. Как и предполагалось, реакция этих ганглиозных клеток на свет была лучше, чем у тех, которым был пересажен нормальный лист сетчатки.
