Studie ukazuje nový způsob, jak zvrátit genetickou slepotu u savců
Fotoreceptory jsou buněk v sítnice (zadní část oka), které při aktivaci vysílají signál do mozek. Kuželové fotoreceptory jsou nezbytné pro denní vidění, vnímání barev a ostrost vidění. Tyto čípky vyprší, když oční onemocnění dosáhnou pozdějšího stadia. Stejně jako naše mozkové buňky se fotoreceptory neregenerují, tj. jakmile dozrají, přestanou se dělit. Takže zničení těchto buněk může snížit vidění a někdy dokonce způsobit slepotu. Vědci podporovaní National Eye Institute of the National Institutes of Health USA úspěšně vyléčili vrozená slepota u myší přeprogramováním podpůrných buněk v sítnici zvané Müller glia – a jejich přeměnou na tyčinkové fotoreceptory ve své studii publikované v Příroda. Tyto tyčinky jsou jedním typem buněk receptoru světla, které se obecně používají pro vidění při slabém osvětlení, ale také se zdá, že chrání čípkové fotoceptory. Vědci pochopili, že pokud lze tyto tyčinky regenerovat vnitřně v oku, je to možná léčba pro mnoho očí nemoci ve kterém jsou ovlivněny hlavně fotoreceptory.
Již dlouho bylo zjištěno, že Müller glia má silný regenerační potenciál u jiných druhů, jako je zebřička, která je skvělým modelovým organismem pro výzkum. Müller glia se dělí a regeneruje v reakci na poranění oka obojživelníků u zebřiček. Přeměňují se také na fotoreceptory a další neurony a nahrazují poškozené nebo ztracené neurony. Zebřičky proto opět vidí i po vážném poranění sítnice. Naproti tomu oči savců se tímto způsobem neopravují. Müller glia sice podporuje a vyživuje okolní buňky, ale neregenerují neurony tímto tempem. Po poranění se znovu vytvoří jen velmi malý počet buněk, což nemusí být zcela užitečné. Při provádění laboratorních experimentů by savčí Müller glia mohla napodobovat ty u zebřičky, ale pouze po nějakém poranění tkáně sítnice, což není vhodné, protože by to bylo kontraproduktivní. Vědci hledali způsob, jak přeprogramovat savčí Müller glii tak, aby se z nich stal tyčinkový fotoreceptor, aniž by došlo k jakémukoli poškození sítnice. Bylo by to jako savcův vlastní „samoopravný“ mechanismus.
V prvním kroku přeprogramování vědci vstříkli myším do očí gen, který by aktivoval protein beta-catenin, který spustil dělení Mullerových glií. Ve druhém kroku provedeném po několika týdnech vstříkli faktory, které stimulovaly nově rozdělené buňky ke zrání na tyčinkové fotoreceptory. Nově vytvořené buňky byly poté vizuálně sledovány pomocí mikroskopu. Tyto nové tyčinkové fotoreceptory, které byly vytvořeny, měly podobnou strukturu jako skutečné a mohly detekovat příchozí světlo. Kromě toho byly také vytvořeny synaptické struktury nebo síť umožňující tyčinkám propojit se s jinými buňkami uvnitř sítnice, aby předávaly signály do mozku. Aby se otestovala funkčnost těchto tyčinkových fotoreceptorů, byly provedeny experimenty na myších trpících vrozenou slepotou – myši narozené slepé postrádaly tyčinkové fotoreceptory, které by fungovaly. I když tyto slepé myši měly tyčinky a čípky, chyběly jim dva kritické geny, které umožňují fotoreceptorům přenášet signály. Tyčinkové fotoreceptory se vyvinuly podobným způsobem u slepých myší s podobnou funkcí jako u normálních myší. Aktivita byla pozorována v části mozku, která přijímá vizuální signály, když byly tyto myši vystaveny světlu. Takže byly zapojeny nové tyče, aby úspěšně přenášely zprávy do mozku. Stále je třeba analyzovat, zda se nové tyčinky vyvíjejí a fungují správně v nemocném oku, kde se buňky sítnice nespojují nebo neinteragují správně.
Tento přístup je méně invazivní nebo škodlivý než ostatní ošetření dostupné jako vkládání kmenových buněk do sítnice za účelem regenerace a je v této oblasti krokem vpřed. Probíhají experimenty, aby se zjistilo, zda myši, které se narodily slepé, znovu získaly schopnost vykonávat vizuální úkoly, např. běhání v bludišti. V tomto okamžiku to vypadá, jako by myši vnímaly světlo, ale nebyly schopny rozeznat tvary. Vědci by chtěli otestovat tuto techniku na tkáni lidské sítnice. Tato studie posunula naše úsilí směrem k regeneračním terapiím pro slepota způsobené genetickými očními chorobami, jako je retinitis pigmentosa, onemocnění a zranění související s věkem.
***
{Původní výzkumný dokument si můžete přečíst kliknutím na odkaz DOI uvedený níže v seznamu citovaných zdrojů}
Zdroje)
Yao K a kol. 2018. Obnova zraku po de novo genezi tyčinkových fotoreceptorů v sítnicích savců. Příroda. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0425-3
***
