Потеря зрения при глаукоме связана с разрушением ганглиозных клеток сетчатки, которые напрямую связаны с нервной системой. У мышей мощный коктейль препаратов успешно регенерировал эти клетки и восстановил зрение. Этот подход, гораздо менее дорогостоящий, чем клеточная терапия, потенциально может быть применен и к другим нейропатическим заболеваниям глаз.
Глаукома является одной из наиболее распространенных причин слепоты во всем мире, от которой ежегодно страдают около 80 миллионов человек. Это проявляется потерей ганглиозных клеток сетчатки (или RGC, типа нейронов, расположенных в сетчатке), аксоны которых напрямую связаны с мозгом через зрительный нерв. В частности, потеря RGC происходит из-за повреждения этих аксонов, что приводит к атрофии зрительного нерва и локализованной потере зрения.
Существуют различные методы лечения, позволяющие замедлить прогрессирование заболевания. Однако заболевание обычно диагностируется только на поздней стадии, когда потеря зрения становится слишком серьезной. Кроме того, у пациентов оно проявляется особенно неоднородно, что затрудняет его выявление.
Обычно считается, что внутриглазная гипертензия ответственна за повреждение аксонов либо за счет прямого сдавливания зрительного нерва, либо за счет уменьшения притока крови к сетчатке. Однако, хотя нормальное внутриглазное давление составляет от 11 до 21 мм рт. ст., у многих пациентов оно превышает 21 мм рт. ст. без обязательного развития глаукомы. С другой стороны, около трети пациентов с глаукомой не имеют внутриглазной гипертензии.
Поэтому клинический диагноз, как правило, ставится на основании обнаружения повреждения зрительного нерва и потери зрения. В настоящее время не существует способа восстановить зрение у больных глаукомой. Исследователи из Детской больницы Лос-Анджелеса и Университета Южной Калифорнии предложили новый подход к решению этой проблемы, основанный на регенерации RGC. Их исследование, предварительно опубликованное на платформе biorXiv, показало многообещающие результаты на мышах.
Восстановление зрения уже через две недели после лечения
Другие исследования ранее показали, что глиальные клетки Мюллера могут быть перепрограммированы в нейроны сетчатки. Они представляют собой тип вспомогательных клеток сетчатки, которые могут естественным образом дифференцироваться в нейронные прогениторные клетки. Они, в свою очередь, могут быть преобразованы в функциональные нейроны для восстановления зрения после повреждения.
Для достижения этой цели были предложены различные подходы, включая прямую трансплантацию стволовых клеток, полученных из RGC, или нейронных прогениторных клеток в сетчатку пациентов с глаукомой. Другие исследования предлагают вызывать сверхэкспрессию факторов транскрипции в клетках Мюллера, чтобы превратить их в RGC. Однако первая методика имеет свои ограничения в плане стоимости, не говоря уже о необходимости использования иммунодепрессантов. Что касается второго метода, то он требует использования вирусных векторов, что представляет собой серьезную техническую проблему.
Чтобы преодолеть эти препятствия, ученые в новом исследовании предлагают фармакологический подход, используя небольшие молекулы для перепрограммирования клеток. В предыдущем исследовании они продемонстрировали, что комбинация из пяти малых молекул (называемых 5C) может перепрограммировать фибробласты в фоторецепторы. В ходе испытаний это привело к восстановлению зрения у мышей после трансплантации подпочечной железы.
Новый подход заключается в том, чтобы усилить коктейль 5C тремя дополнительными молекулами, чтобы стимулировать дифференцировку клеток Мюллера, уже присутствующих в сетчатке, в RGC. Этот более прямой подход позволит снизить трудности и затраты, связанные с предыдущими методами. Терапия была протестирована на мышах, чьи зрительные нервы были химически повреждены. Исследователи заметили, что зрение начало восстанавливаться уже через две недели после лечения.
Чтобы оценить остроту зрения мышей, они использовали «эксперимент со зрительным обрывом», в котором их заставляли ходить по прозрачной платформе с видимым отверстием на одной стороне. Первоначально контрольные мыши почти все выбирали правую сторону, в то время как больные мыши систематически падали в дыру. Однако после 45 дней лечения 72 % больных мышей смогли ходить по правильной стороне платформы. По словам экспертов, восстановление зрения продолжалось не менее 4 месяцев.
После микроскопических наблюдений исследователи смогли подтвердить, что клетки Мюллера действительно дифференцировались в RGC, аксоны которых правильно протянулись в сторону центральной нервной системы. То же самое наблюдалось и при стимуляции клеток Мюллера in vitro.
Коктейль молекул индуцирует пролиферацию, миграцию и трансдифференцировку эндогенных клеток Мюллера RGC после травмы (показано стрелками).
Однако прежде чем переходить к клиническим испытаниям, необходимо провести дальнейшие исследования in vivo на более крупных моделях. На самом деле, реакция на лечение, наблюдаемая у мышей, может быть не воспроизведена у людей, поскольку аксоны RGC должны пройти большее расстояние, прежде чем они достигнут мозга. Тем не менее, результаты выглядят многообещающе, и исследователи планируют проверить этот подход на другой редкой глазной нейропатии, называемой гипоплазией зрительного нерва (которая в основном поражает детей). Его также можно применить к людям, чей зрительный нерв был поврежден физически или в результате болезни.
