Источник: В мире науки

Имплантация в поврежденную сетчатку глаза стволовых клеток поможет вернуть зрение

Сетчатка глаза человека содержит миллионы фоторецепторных клеток, которые улавливают свет и передают соответствующие сигналы в головной мозг. Когда эти светособирающие клетки погибают, человек слепнет. Сегодня врачи-офтальмологи и ученые, занимающиеся проблемами зрения, возлагают большие надежды на стволовые клетки. Согласно последним экспериментам, эти клетки действительно могут помочь вернуть зрение, утраченное в результате дегенерации желтого пятна — области сетчатки, обеспечивающей максимальную остроту зрения.

Поперечный срез сетчатки глаза под микроскопом. Видны клетки, образующие зрительный нерв (красные), и фоторецепторные клетки - палочки (белые) и колбочки (желтые)

Это заболевание встречается у 10% жителей США старше 65 лет. Сначала поражается слой пигментных эпителиальных клеток (ПЭК) сетчатки, через который к фоторецепторам поступают питательные вещества, обеспечивающие их жизнедеятельность. Отмирание фоторецепторов можно было бы предотвратить, заменив поврежденный слой ПЭК новой тканью. Но такую операцию никогда не удастся провести всем, кто в ней нуждается, если учесть, какое количество ткани для трансплантации необходимо, чтобы помочь миллионам жителей Америки.

Ученые из биотехнологической фирмы Advanced Cell Тechnology в Вустере, шт. Массачусетс, нашли более надежный источник ПЭК. В 2004 г. они придумали, как «подтолкнуть» эмбриональные стволовые клетки к превращению в ПЭК-ткань, пригодную для трансплантации. Трансформированные стволовые клетки были инъецированы ими в глаза крыс с генетически обусловленным дефектом слоя ПЭК. Спустя несколько недель, когда симптомы заболевания должны были бы проявиться в полной мере, крыс проверили на способность различать полоски на вращающемся цилиндре. Их показатели были вдвое выше, чем у крыс с таким же дефектом, над которыми никаких манипуляций не проводилось. Правда, зрение к ним полностью не вернулось, оно лишь немного улучшилось. Подробно все эти эксперименты описаны в журнале Cloning Stem Cells за сентябрь 2006 г.

В ноябре прошлого года ученые из Юниверсити-Колледж в Лондоне сообщили, что они изолировали клетки сетчатки мыши, находящейся на разных стадиях развития, и трансплантировали их слепым мышам. Обнаружилось, что незрелые фоторецепторные клетки здоровых новорожденных мышей, в отличие от клеток эмбрионов или взрослых мышей, мигрировали в нужную область сетчатки и продолжили свое развитие с образованием зрелых фоторецепторных клеток. Пациенты, подвергнутые такой операции, стали видеть лучше, чем те, которым трансплантация не проводилась.

Эти наблюдения показывают, что для пересадки подходят клетки, находящиеся на определенной стадии развития. Так, по данным Томаса Реха (Thomas Reh), который занимается изучением развития сетчатки, фоторецепторные клетки должны быть относительно более зрелыми, чем стволовые клетки. Человеческий эквивалент мышиных клеток, на которых проводились опыты, пришлось бы получать из сетчатки плода. Другие возможные источники для генерации незрелых фоторецепторных клеток — «взрослые» стволовые клетки и стволовые клетки роговицы.

Рех добился трансформации эмбриональных стволовых клеток человека в стволовые клетки сетчатки, и около 6% из них трансформировалось затем в фоторецепторные клетки. По мнению Эвана Снайдера (Evan Snyder) из Института медицинских исследований Бернэма в Ла-Холья (Калифорния), такая малая величина не должна обескураживать. Выяснив, что именно определило судьбу клеток, ученые смогут найти способ увеличить это число. Можно также произвести отбор нужных клеток из сложной смеси, идентифицируя их поверхностные белки. Именно этим занимается сейчас Ананд Сваруп (Anand Swaroop), офтальмолог из Мичиганского университета в Анн-Арборе.

Если даже удастся получать нужные клетки в достаточном количестве и обеспечить безопасность трансплантации стволовых клеток, для практического применения этого способа возвращения зрения необходимо быть уверенным в том, что трансплантированные фоторецепторы надлежащим образом соединяются с нейронами, которые ведут к зрительному нерву. Каждый фоторецептор должен образовать сотни соединений. «Успешная имплантация клеток нужного типа еще не означает автоматического создания замкнутой нервной цепочки», — говорит Снайдер. Незрелые фоторецепторы сетчатки глаза мыши действительно проявляют активность, но нужно еще убедиться, что они обеспечивают правильные поведенческие реакции: способность различать цвета и реагировать на различные стимулы.

Это нужно знать: нежелательные последствия

Трансплантация фоторецепторных клеток, полученных из стволовых клеток сетчатки, — не безобидная операция. Основные проблемы, которые при этом могут возникнуть: отторжение трансплантированных клеток, образование опухоли, жизнеспособность инъецированных в клетки в дегенерировавшей ткани.

Автор: Элисон Снайдер