Улучшенный метод пересадки сетчатки готов к клиническим испытаниям
Исследователи под руководством Мичико Мандаи из Центра исследования динамики биосистем (BDR) RIKEN в Японии использовали генетическую модификацию для улучшения пересадки сетчатки глаза человека, выращенной в лаборатории. После пересадки в поврежденную сетчатку мыши, своевременное удаление определенных клеток из трансплантатов позволило улучшить связь с сетчаткой хозяина, в результате чего поврежденные глаза стали лучше реагировать на свет.
Поскольку листы сетчатки были созданы из стволовых клеток человеческого происхождения, это представляет собой один из последних шагов, необходимых для того, чтобы эта методика могла быть опробована 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 погибают, в результате чего люди полностью теряют зрение или постепенно теряют его в определенных местах. Одним из перспективных методов лечения является замена части сетчатки в задней части глаза новым листом сетчатки, включая фоторецепторы, выращенным из стволовых клеток.
Чтобы эта регенеративная клеточная терапия сработала, новые световые рецепторы в трансплантате должны соединиться с нейронами в сетчатке глаза, что позволит передавать свет из внешнего мира в мозг, благодаря чему мы и видим.
На основании своих предыдущих исследований команда RIKEN BDR знала, что соединение пересаженного листа с биполярными клетками в сетчатке хозяина имеет решающее значение. Но сетчатка, естественно, содержит свои собственные биполярные клетки.
"Биполярные клетки неизбежно рождаются при правильном развитии сетчатки и созревании фоторецепторов", - сказал Мандаи. "Но именно их связь с биполярными клетками в сетчатом листе не позволяет фоторецепторам соединяться с биполярными клетками хозяина". Решение заключалось в том, чтобы сконструировать сетчатые листы, которые теряли бы свои биполярные клетки на последних стадиях созревания фоторецепторов.
Исследователи выбрали в качестве мишени 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 из этих клонов органоидные листы сетчатки.
На ранних стадиях эти сетчаточные листы развивались так же, как и листы, выращенные из нормальных стволовых клеток. Все различные типы клеток сетчатки, особенно фоторецепторы, присутствовали и были организованы правильным образом. Как и ожидалось, биполярные клетки в конечном итоге отмерли, что происходит, когда им не дают созреть.
Добившись успеха, исследователи проверили свою теорию, пересадив новый тип ретинального листа в дегенерирующую сетчатку крыс, в которой отсутствовали почти все фоторецепторы. Различные тесты показали, что фоторецепторы в ретинальном листе после пересадки созревали правильно, и по сравнению с нормальными ретинальными листами лучше приживались в глазу хозяина.
Чтобы проверить, действительно ли это привело к лучшей реакции на свет, команда провела запись с ганглиозных клеток сетчатки, которые образуют зрительный нерв и передают зрительную информацию от биполярных клеток в мозг. Таким образом, хорошая реакция на свет означала бы, что больше фоторецепторов в листе трансплантата было подключено. Как и предсказывалось, реакция на свет была лучше у этих ганглиозных клеток, чем у тех, которым пересадили обычный лист сетчатки.
"Генетическая модификация в сетчатке, полученной из стволовых клеток человека, показала значительное функциональное улучшение по сравнению с сетчаткой трансплантата дикого типа", - говорит Мандаи. "Кроме того, мы смогли провести детальные наблюдения за формированием синапсов между трансплантатом и хозяином в отсутствие биполярных клеток трансплантата, что было трудно сделать раньше"
Хотя группа уже сообщала о подобных результатах, используя стволовые клетки мыши, Мандаи говорит, что применение этой методики к человеческим клеткам является важной вехой.
"Теперь мы можем перейти к применению этой стратегии в клинических исследованиях", - говорит она. "Мы ожидаем, что она улучшит клинические результаты и будет полезна в целом для терапии на основе стволовых клеток, направленной на дегенерацию сетчатки"
