Studiul arată o nouă modalitate de a inversa orbirea genetică la un mamifer
Fotoreceptorii sunt celulele în retină (partea din spate a ochiului) care, atunci când este activată, trimite semnal către creier. Fotoreceptorii conici sunt necesari pentru vederea în timpul zilei, percepția culorilor și acuitatea vizuală. Aceste conuri expiră atunci când bolile oculare ajung într-o etapă ulterioară. La fel ca și celulele creierului nostru, fotoreceptorii nu se regenerează, adică odată ce se maturizează, nu se mai divizează. Deci, distrugerea acestor celule poate diminua vederea și uneori poate cauza orbire. Cercetătorii susținuți de National Eye Institute din National Institutes of Health SUA au vindecat cu succes orbire congenitală la șoareci prin reprogramarea celulelor de susținere din retină - numite Müller glia - și conversia lor în fotoreceptori cu bastonașe în studiul lor publicat în Natură. Aceste tije sunt un tip de celule receptori de lumină care sunt în general utilizate pentru vederea în lumină slabă, dar se vede și că protejează fotoceptorii conici. Cercetătorii au înțeles că dacă aceste tije pot fi regenerate intern în ochi, acesta este un posibil tratament pentru mulți ochi. boli în care sunt afectați în principal fotoreceptorii.
S-a stabilit de mult timp că Müller glia are un potențial regenerativ puternic la alte specii, cum ar fi peștele zebra, care este un organism model excelent pentru cercetare. Glia Müller se divide și se regenerează ca răspuns la rănirea ochiului de amfibie la peștele-zebră. De asemenea, se transformă în fotoreceptori și alți neuroni și înlocuiesc neuronii deteriorați sau pierduți. Prin urmare, peștele zebra poate vedea din nou chiar și după ce a suferit o leziune gravă la nivelul retinei. În schimb, ochii mamiferelor nu se repară singuri în acest fel. Glia Müller susține și hrănește celulele din jur, dar nu regenerează neuronii în acest ritm. După o leziune, doar un număr foarte mic de celule este recreat, ceea ce poate să nu fie complet util. Când se efectuează experimente de laborator, glia Müller de mamifere le-ar putea imita pe cele de la peștele-zebră, dar numai după ce țesutul retinei se lezează, ceea ce nu este recomandabil, deoarece va fi contraproductiv. Oamenii de știință au căutat o modalitate de a reprograma glia Müller la mamifer pentru a deveni un fotoreceptor cu tije fără a provoca nicio leziune retinei. Acesta ar fi ca mecanismul de „auto-reparare” al mamiferului.
În primul pas de reprogramare, cercetătorii au injectat în ochi șoarecilor o genă care ar activa proteina beta-catenină care a declanșat divizarea gliei Muller. În a doua etapă făcută după câteva săptămâni, ei au injectat factori care au stimulat celulele nou divizate să se maturizeze în fotoreceptori cu tije. Celulele nou formate au fost apoi urmărite vizual folosind un microscop. Acești noi fotoreceptori cu tije care au fost creați erau similari ca structură cu cei reali și puteau detecta lumina care intra. În plus, s-au format structuri sinaptice sau rețeaua, permițând tijelor să se interconecteze cu alte celule din interiorul retinei pentru a transmite semnale către creier. Pentru a testa funcționalitatea acestor fotoreceptori cu tije, s-au făcut experimente pe șoareci care suferă de orbire congenitală - șoareci născuți orbi lipsiți de fotoreceptori cu tije care funcționează. În timp ce acești șoareci orbi aveau tije și conuri, ceea ce le lipseau erau două gene critice care permit fotoreceptorilor să transmită semnale. Fotoreceptorii tije s-au dezvoltat într-o manieră similară la șoarecii orbi având o funcție similară ca la șoarecii normali. Activitatea a fost observată într-o parte a creierului care primește semnale vizuale atunci când acești șoareci au fost expuși la lumină. Deci, noi tije au fost conectate pentru a transmite cu succes mesaje către creier. Încă trebuie analizat dacă noile tije se dezvoltă și funcționează corect într-un ochi bolnav, unde celulele retinei nu se conectează sau nu interacționează corespunzător.
Această abordare este mai puțin invazivă sau dăunătoare decât altele tratamente disponibil ca inserarea celulelor stem în retină pentru regenerare și este un pas înainte pentru acest domeniu. Experimentele sunt în desfășurare pentru a evalua dacă șoarecii care s-au născut orbi și-au recăpătat capacitatea de a îndeplini sarcini vizuale, de exemplu, alergarea printr-un labirint. În acest moment, se pare că șoarecii au perceput lumina, dar nu au putut distinge forme. Cercetătorii ar dori să testeze această tehnică pe țesutul retinian uman. Acest studiu ne-a avansat eforturile către terapii regenerative pentru orbire cauzate de boli genetice ale ochiului, cum ar fi retinita pigmentară, boli și leziuni legate de vârstă.
***
{Puteți citi lucrarea originală de cercetare făcând clic pe linkul DOI de mai jos în lista surselor citate}
Sursa (s)
Yao K și colab. 2018. Restaurarea vederii după geneza de novo a fotoreceptorilor cu baghete în retinele mamiferelor. Natură. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0425-3
***
