Študija kaže nov način za odpravo genetske slepote pri sesalcu
Fotoreceptorji so celice v mrežnica (zadnji del očesa), ki ob aktiviranju pošlje signal v možganov. Stožčasti fotoreceptorji so potrebni za dnevni vid, zaznavanje barv in ostrino vida. Ti stožci potečejo, ko očesne bolezni dosežejo poznejšo stopnjo. Tako kot naše možganske celice se tudi fotoreceptorji ne regenerirajo, tj. ko dozorijo, se nehajo deliti. Torej lahko uničenje teh celic zmanjša vid in včasih celo povzroči slepoto. Raziskovalci ob podpori Nacionalnega inštituta za oči Nacionalnega inštituta za zdravje ZDA so uspešno ozdravili prirojena slepota pri miših z reprogramiranjem podpornih celic v mrežnici, imenovane Müller glia – in njihovo pretvorbo v paličaste fotoreceptorje v njihovi študiji, objavljeni v Narava. Te palice so ena od vrst svetlobnih receptorskih celic, ki se običajno uporabljajo za vid pri šibki svetlobi, vendar se vidi tudi, da ščitijo stožčaste fotoceptorje. Raziskovalci so razumeli, da če se te palice lahko regenerirajo znotraj očesa, je to možno zdravljenje za mnoga očesa bolezni pri katerem so prizadeti predvsem fotoreceptorji.
Že dolgo je bilo ugotovljeno, da ima Müller glia močan regenerativni potencial pri drugih vrstah, kot je cebrica, ki je odličen modelni organizem za raziskave. Müller glia se deli in obnavlja kot odgovor na poškodbo očesa dvoživk pri cebrici. Pretvorijo se tudi v fotoreceptorje in druge nevrone ter nadomestijo poškodovane ali izgubljene nevrone. Zato lahko cebrice spet vidijo tudi po resni poškodbi mrežnice. Nasprotno pa se oči sesalcev ne popravljajo na ta način. Müllerjeva glia podpira in neguje okoliške celice, vendar ne regenerira nevronov s to hitrostjo. Po poškodbi se poustvari le zelo majhno število celic, kar morda ni povsem uporabno. Pri izvajanju laboratorijskih poskusov bi glia Müller pri sesalcih lahko posnemala glije pri cebricah, vendar šele po poškodbi tkiva mrežnice, kar ni priporočljivo, saj bo to kontraproduktivno. Znanstveniki so iskali način, kako reprogramirati glio Müller pri sesalcih, da bi postala paličasti fotoreceptor, ne da bi pri tem povzročili poškodbe mrežnice. To bi bilo kot sesalčev lasten mehanizem za "samopopravilo".
V prvem koraku reprogramiranja so raziskovalci mišim očem vbrizgali gen, ki bi aktiviral protein beta-katenin, ki je sprožil delitev Mullerjeve glije. V drugem koraku, opravljenem po več tednih, so vbrizgali faktorje, ki so spodbudili na novo razdeljene celice, da dozorijo v paličaste fotoreceptorje. Novonastale celice smo nato vizualno spremljali z mikroskopom. Ti novi fotoreceptorji palic, ki so bili ustvarjeni, so bili po strukturi podobni resničnim in so lahko zaznavali vhodno svetlobo. Poleg tega so bile oblikovane tudi sinaptične strukture ali mreža, ki omogoča, da se palice med seboj povežejo z drugimi celicami znotraj mrežnice, da bi prenašale signale v možgane. Da bi preizkusili funkcionalnost teh paličastih fotoreceptorjev, so bili izvedeni poskusi na miših, ki trpijo za prirojeno slepoto – miši, rojene slepe, brez paličastih fotoreceptorjev, ki delujejo. Medtem ko so te slepe miši imele palice in stožce, sta manjkala dva kritična gena, ki fotoreceptorjem omogočata prenos signalov. Paličasti fotoreceptorji so se razvili na podoben način pri slepih miših s podobno funkcijo kot pri normalnih miših. Videli so aktivnost v delu možganov, ki sprejema vizualne signale, ko so bile te miši izpostavljene svetlobi. Tako so se nove palice povezale, da bi uspešno prenašale sporočila v možgane. Še vedno je treba analizirati, ali se nove palice razvijejo in pravilno delujejo v obolelem očesu, kjer se celice mrežnice ne povezujejo ali medsebojno delujejo pravilno.
Ta pristop je manj invaziven ali škodljiv kot drugi tretmaji na voljo kot vstavljanje izvornih celic v mrežnico za namen regeneracije in je korak naprej na tem področju. V teku so poskusi, da bi ocenili, ali so miši, ki so se rodile slepe, ponovno pridobile sposobnost izvajanja vizualnih nalog, npr. teka skozi labirint. Na tej točki je videti, kot da so miši zaznale svetlobo, vendar niso mogle razločiti oblik. Raziskovalci bi želeli preizkusiti to tehniko na tkivu človeške mrežnice. Ta študija je pospešila naša prizadevanja za regenerativne terapije za slepota ki jih povzročajo genetske očesne bolezni, kot je retinitis pigmentosa, s starostjo povezane bolezni in poškodbe.
***
{Izvirno raziskovalno nalogo lahko preberete s klikom na spodnjo povezavo DOI na seznamu citiranih virov}
Vir (i)
Yao K et al. 2018. Obnova vida po de novo genezi paličastih fotoreceptorjev v mrežnici sesalcev. Narava. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0425-3
***
