Перепрограммирование стволовых клеток для создания «сетчаточных листов» для лечения слепоты у мини-свиней
Миллионы людей по всему миру страдают от дегенеративных заболеваний сетчатки. В большинстве случаев потеря зрения вызвана повреждением макулы, области в центре сетчатки. Макула богата колбочковыми фоторецепторами — клетками, важными для восприятия цвета и видения более мелких деталей. В настоящее время не существует одобренных методов лечения для замены поврежденной макулы, несмотря на ее огромное влияние на качество жизни.
Теперь группа исследователей из Монреальского университета под руководством профессора Жильбера Бернье обнаружила, что слепые мини-свиньи, которым пересадили сетчатку из стволовых клеток, показали признаки восстановления зрения. Они опубликовали свое исследование в журнале Development 5 декабря 2024 года.
В этом исследовании команда профессора Бернье разработала метод, позволяющий заставить стволовые клетки формировать слои клеток, которые повторяют структуру сетчатки человека. Тип стволовых клеток, которые они использовали, называется плюрипотентными стволовыми клетками, индуцированными человеком — незрелые клетки, «перепрограммированные» из взрослой (зрелой) клетки, которые могут дифференцироваться в любой тип клеток в организме. Используя стволовые клетки, исследователи создали «сетчатые слои», которые обогащены незрелыми версиями колбочковых фоторецепторных клеток, которые могут стать зрелыми колбочковыми клетками при культивировании в лаборатории.
После успешного создания ретинальных листов в чашке, исследователи взялись за следующую задачу: пересадить эти листы мини-свиньям с поврежденной макулой. Профессор Бернье объясняет: «Чтобы максимально приблизиться к клиническому применению у людей, мы выбрали мини-свиней, поскольку размер их глаз близок к человеческому, а вес животных примерно такой же, как у людей. Следовательно, все операции в нашем исследовании мог бы выполнять ретинальный хирург».
После трансплантации исследователи обнаружили, что ретинальные трансплантаты смогли интегрироваться в поврежденную сетчаточную ткань мини-свиньи. Обнадеживающим фактом было то, что у мини-свиней наблюдались признаки восстановления зрения: между пересаженными фоторецепторными клетками и нервными клетками мини-свиней образовались новые нейронные связи, и ученые смогли обнаружить нейронную активность фоторецепторов в области трансплантации, когда мини-свиней помещали в хорошо освещенную комнату.
Учитывая острую необходимость в разработке терапевтических вмешательств против потери зрения , исследователи по всему миру тестируют различные способы восстановления поврежденной макулы.
«В некоторых подходах используются диссоциированные фоторецепторные клетки; в других создаются микропрепарированные ретинальные органоиды, представляющие собой выращенные в лабораторных условиях «мини-органы» в пробирке», — говорит профессор Бернье.
«Напротив, наш метод позволяет спонтанно формировать плоскую ткань сетчатки, которая уже поляризована и организована, как в сетчатке эмбриона человека». Он добавляет, что их метод может генерировать большие объемы ткани сетчатки для трансплантации.
Ограничением этого метода является сложность контроля размещения и ориентации трансплантатов во время операции. Диаметр макулы составляет всего 4 мм — примерно длина рисового зерна.
«Правильное ориентирование, размещение и стабилизация трансплантата в сетчатке остается серьезной хирургической задачей», — говорит профессор Бернье.
Его команда сейчас работает над повышением успешности трансплантации. Они проверяют экспериментальное устройство для хирургии сетчатки, чтобы обеспечить правильную ориентацию и имплантацию трансплантата в правильном месте заболевания сетчатки. Хотя остается много проблем, это исследование демонстрирует потенциал трансплантации ретинального листа для лечения дегенеративных заболеваний сетчатки.