Ученые добились прогресса в лечении слепоты с помощью стволовых клеток
Успешные шаги по разработке эффективного метода регенерации клеток фоторецепторов и восстановления зрения у людей с нарушениями зрения предприняты научным консорциумом под руководством исследователей из Пенсильванского университета, сообщает 28 июля сайт новостей науки EurekAlert со ссылкой на пресс-службу университета.
Простая на первый взгляд стратегия лечения слепоты, когда людям с нарушениями сетчатки вводят в нее выращенные in vitro здоровые фоторецепторные клетки, имеет, однако, ряд препятствий, в числе которых быстрая гибель введенных клеток и неспособность их интегрироваться с сетчаткой реципиента.
Работа, проведенная командой из Школы ветеринарной медицины Университета Пенсильвании в сотрудничестве с исследователями из Университета Висконсин-Мэдисон, Детской больницы Филадельфии и Национального института глаз Национального института здравоохранения (NEI), результаты которой были опубликованы в журнале Stem Cell Reports, решает эти проблемы, что знаменует значительный прогресс в направлении клеточной терапии слепоты.
Исследователи ввели предшественники человеческих фоторецепторных клеток в сетчатку собак, после чего животным дали коктейль из иммуносупрессивных препаратов, предотвращающих отторжение. Это позволило введенным клеткам в течение нескольких месяцев жить в сетчатке реципиентов и образовывать связи с другими клетками сетчатки.
Профессор офтальмологии в Пенсильванском университете и старший автор исследования Уильям Белтран рассказал:
«В этом исследовании мы хотели знать, можем ли мы, во-первых, улучшить хирургическую доставку этих клеток в субретинальное пространство; во-вторых, получить изображение клеток in vivo; в-третьих, улучшить их выживаемость; и в-четвертых, увидеть, как они мигрируют в слой сетчатки, где они должны быть, и начинают интегрироваться».
Ученые получили положительные ответы на все поставленные в исследовании вопросы.
Существующие успешные генотерапевтические методы лечения нарушений зрения сетчатки, вызванных известными генами-возбудителями, не могут охватить все проблемы потери зрения, так как, во-первых, для многих случаев наследственной дегенерации сетчатки ген не был идентифицирован, а во-вторых, у некоторых пациентов болезнь заходит так далеко, что для генной терапии не остается достаточного количества неповрежденных фоторецепторных клеток.
Таким образом, подход регенеративной медицины, когда фоторецепторы просто выращиваются, стал бы чрезвычайно ценным.
Фоторецепторные клетки — палочки и колбочки — образуют в глазу слой внешней сетчатки, инициирующий процесс зрения, путем преобразования энергии света в электрические сигналы. Чтобы далее передавать эти сигналы для обработки мозгом, клетки внешней сетчатки должны образовывать связь — синапс, с клетками внутренней.
Таким образом, цель разрабатываемой исследователями клеточной терапии состоит в том, чтобы восстановить нарушенный слой с помощью выращенных из стволовых клеток предшественников фоторецепторных клеток и обеспечить их интеграцию с другими типами клеток сетчатки для передачи сигналов от одного слоя к следующему.
Для имплантации этих клеток командой был разработан новый хирургический подход, который в дальнейшем можно было бы использовать для пациентов.
С помощью этого метода ученые ввели клетки человека, которые были помечены флуоресцентными маркерами для неинвазивной визуализации, в сетчатку семи собак с нормальным зрением и трех — с формой наследственной дегенерации сетчатки.
Исследователи установили, что миграция клеток шла значительно лучше у животных с дегенерацией сетчатки по сравнению с животными с нормальной сетчаткой:
«Мы показали, что если вы вводите клетки в нормальную сетчатку, которая имеет свои собственные фоторецепторные клетки, сетчатка в значительной степени остается неповрежденной и служит физическим барьером, поэтому введенные клетки не соединяются с нейронами второго порядка в сетчатке, биполярными клетками».
Однако у трех собак с дегенерацией сетчатки, этот барьер был более проницаемым, и клетки лучше перемещались в нужный слой сетчатки.
Так как пересаженные собакам человеческие клетки могли быть восприняты их иммунной системой как чужеродные объекты, исследователи дали некоторым собакам ранее протестированные иммуносупрессивные препараты.
В результате было установлено, что у собак, которые не получали иммуносупрессивные препараты, популяция введенных клеток существенно снизилась, тогда как у собак, получавших коктейль, количество клеток сначала несколько снизилось, но затем сохранялось. При этом было отмечено, что у введенных клеток появились признаки потенциальных синапсов.
Следующим этапом данного проекта, сообщают авторы, будет оптимизации терапии и проверка наличия функционального ответа, то есть улучшения зрения получателей клеток.
