A tanulmány új módszert mutat be az emlősök genetikai vakságának visszafordítására
A fotoreceptorok sejtek a retina (szem hátsó része), amely aktiválásakor jelet küld a agy. A kúpos fotoreceptorok szükségesek a nappali látáshoz, a színek érzékeléséhez és a látásélességhez. Ezek a kúpok akkor járnak le, amikor a szembetegségek egy későbbi szakaszba kerülnek. Csakúgy, mint az agysejtjeink, a fotoreceptorok nem regenerálódnak, azaz amint érett, leállítják az osztódást. Tehát ezeknek a sejteknek a pusztulása csökkentheti a látást, és néha akár vakságot is okozhat. A National Eye Institute of the National Institutes of USA által támogatott kutatók sikeresen meggyógyították veleszületett vakság egerekben a Müller-gliának nevezett retinában lévő támogató sejteket átprogramozva és rúd fotoreceptorokká alakítva a tanulmányukban. Természet. Ezek a rudak a fényreceptor sejtek egyik típusa, amelyeket általában gyenge fényviszonyok mellett látnak, de úgy látják, hogy védik a kúpos fotoreceptorokat is. A kutatók megértették, hogy ha ezek a rudak a szemben belülről regenerálhatók, ez sok szem számára lehetséges kezelés betegségek amelyekben főleg a fotoreceptorok érintettek.
Régóta megállapították, hogy a Müller glia erős regenerációs potenciállal rendelkezik más fajokban, például a zebrahalban, amely kiváló modellszervezet a kutatáshoz. A Müller-glia a zebrahal kétéltű szemének sérülésére válaszul osztódik és regenerálódik. Ezenkívül fotoreceptorokká és más neuronokká alakulnak, és pótolják a sérült vagy elveszett neuronokat. Ezért a zebrahalak még akkor is látnak, ha súlyos retinális sérülést szenvedtek. Ezzel szemben az emlősök szeme ilyen módon nem gyógyul meg. A Müller glia támogatja és táplálja a környező sejteket, de nem regenerálja ilyen ütemben a neuronokat. Egy sérülés után csak nagyon kis számú sejt jön létre újra, ami nem biztos, hogy teljesen hasznos. Laboratóriumi kísérletek végzése során az emlős Müller glia képes utánozni a zebrahalban élőket, de csak a retinaszövet sérülése után, ami nem tanácsos, mivel kontraproduktív lesz. A tudósok módot kerestek arra, hogy az emlős Müller-gliát úgy programozzák át, hogy rúd fotoreceptorrá váljanak anélkül, hogy a retinát károsítanák. Ez olyan lenne, mint az emlős saját „önjavító” mechanizmusa.
Az újraprogramozás első lépésében a kutatók egerek szemébe fecskendeztek egy gént, amely aktiválja a béta-katenin fehérjét, amely a Muller-glia osztódását váltotta ki. A második lépésben néhány hét elteltével olyan faktorokat fecskendeztek be, amelyek stimulálták az újonnan osztódó sejteket, hogy rúd fotoreceptorokká érjenek. Az újonnan képződött sejteket ezután mikroszkóp segítségével vizuálisan követtük. Ezek az új pálcika fotoreceptorok, amelyeket készítettek, szerkezetükben hasonlóak voltak a valódiakhoz, és képesek voltak érzékelni a beérkező fényt. Ezenkívül szinaptikus struktúrákat vagy hálózatot is kialakítottak, amelyek lehetővé tették, hogy a rudak összekapcsolódjanak a retinán belüli más sejtekkel, hogy jeleket továbbítsanak az agyba. E pálcika fotoreceptorok működőképességének tesztelésére kísérleteket végeztek veleszületett vakságban szenvedő egereken – olyan egereken, akik vakon születtek, és nem rendelkeznek működő pálcika fotoreceptorokkal. Míg ezeknek a vak egereknek rúdjai és kúpjai voltak, hiányzott belőlük két kritikus gén, amelyek lehetővé teszik a fotoreceptorok jelek továbbítását. A rúd fotoreceptorok hasonló módon fejlődtek ki a normál egerekhez hasonló funkciójú vak egerekben. Aktivitást észleltek az agy azon részén, amely vizuális jeleket kapott, amikor ezeket az egereket fénynek tették ki. Tehát új rudakat csatlakoztattak ahhoz, hogy sikeresen továbbítsák az üzeneteket az agyba. Még mindig elemezni kell, hogy új rudak fejlődnek-e ki és megfelelően működnek-e olyan beteg szemben, ahol a retinasejtek nem kapcsolódnak egymáshoz vagy nem lépnek megfelelően kölcsönhatásba.
Ez a megközelítés kevésbé invazív vagy káros, mint a többi kezelések elérhető, mint az őssejtek retinába történő beillesztése regenerációs célból, és előrelépést jelent ezen a területen. Kísérletek folynak annak felmérésére, hogy a vakon született egerek visszanyerték-e a képességüket a vizuális feladatok elvégzésére, például a labirintusban való futásra. Ezen a ponton úgy tűnik, hogy az egerek érzékelték a fényt, de nem voltak képesek alakzatokat kivenni. A kutatók ezt a technikát az emberi retinaszöveten szeretnék tesztelni. Ez a tanulmány elősegítette erőfeszítéseinket a regeneratív terápiák felé vakság genetikai szembetegségek, például retinitis pigmentosa, életkorral összefüggő betegségek és sérülések okozzák.
***
{Az eredeti kutatási cikket a hivatkozott forrás(ok) listájában lent található DOI linkre kattintva olvashatja el}
Forrás (ok)
Yao K et al. 2018. Látás helyreállítása rúd fotoreceptorok de novo genezise után emlős retinájában. Természet. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0425-3
***
