По мнению ученых Школы медицины Вашингтонского университета в Сент-Луисе (Washington University School of Medicine in St. Louis), в один прекрасный день врачи смогут лечить некоторые формы слепоты путем изменения генетической программы светочувствительных клеток глаза.

В экспериментах на мышах с пигментным ретинитом – болезнью, постепенно приводящей к слепоте, – ученые перепрограммировали клетки глаза, обеспечивающие ночное зрение. Внесенные изменения сделали клетки более похожими на другие, дающие возможность видеть в дневное время, и предотвратили дегенерацию сетчатки – светочувствительной структуры в задней части глаза. Сейчас исследователи проводят дополнительные тесты, чтобы убедиться, что мыши все еще могут видеть.

«Мы считаем, что значительно легче сохранить зрение путем изменения существующих клеток глаза, чем введением новые стволовых клеток», – говорит руководитель исследования Джозеф Корбо (Joseph Corbo), MD, PhD, доцент кафедры патологии и иммунологии. «Больная сетчатка не является благоприятной средой для пересадки стволовых клеток».

С различными формами слепоты ученые связывают мутации в более чем 200 генов. Для некоторых из этих заболеваний предпринимаются попытки разработать методы генетической коррекции.

Вместо того чтобы подстраивать лечение под индивидуальные мутации, доктор Корбо надеется разработать методы, которые смогут смягчить проявление многих форм нарушения зрения. Чтобы это стало возможным, он изучает генетические факторы, позволяющие клеткам развивающегося глаза выполнять специализированные функции, необходимые для зрения.

В сетчатке представлены два вида светочувствительных клеток, или фоторецепторов. Палочки обеспечивают ночное зрение, а колбочки – способность видеть в дневное время суток и различать цвета и их оттенки.

При пигментном ретините первыми умирают палочки, лишая пациентов способности видеть ночью. Дневное же зрение в течение некоторого времени часто не страдает – пока не умирают и колбочки.

Доктор Корбо и другие исследователи идентифицировали несколько генов, активных либо в палочках, либо в колбочках, но не в обоих типах фоторецепторов. Корбо заинтересовался вопросом, можно ли защитить клетки и предотвратить потерю зрения, характерную для пигментного ретинита, путем отключения одного из ключевых генов, активного только в палочках.

«Вопрос можно было сформулировать так: можно ли затормозить или остановить потерю зрения, сделав клетки менее похожими на палочки, если пигментный ретинит вызван мутацией в белке, активном только в палочках?», – объясняет ученый.

Светочувствительные клетки глаза – верхние фиолетовый и розовый слои. Перепрограммирование (слева) сделало клетки менее
предрасположенными к вызванной пигментным ретинитом дегенерации. Количество выживших перепрограммированных клеток больше, чем в контроле (справа).
(Фото: Joseph Corbo, MD, PhD)

В своем новом исследовании Корбо и его коллеги сфокусировали свое внимание на белке, известном как Nrl, влияющем на развитие фоторецепторов. Клетки, экспрессирующие Nrl, становятся палочками, а клетки, не синтезирующие этот белок, – колбочками. Выключение гена Nrl у развивающихся мышей приводит к формированию сетчатки, переполненной колбочками.

Чтобы проверить, возможно ли превращение палочек в колбочки в организме взрослых мышей, доктор Корбо создал мышиную модель пигментного ретинита с геном Nrl, который ученые могли включать и выключать.

«У взрослых мышей выключение гена Nrl частично преобразует палочки в колбочки», – комментирует он результаты экспериментов. «Несколько месяцев спустя, когда у мутантных мышей зрение сохраняется лишь в незначительной степени, мы протестировали функцию их сетчатки».

Тест показал более здоровый уровень электрической активности сетчатки мышей с отсутствием Nrl, предполагая, что животные все еще могли видеть.

Сейчас доктор Корбо занимается поиском других важных факторов развития, которые могут помочь ученым добиться более полного преобразования взрослых палочек в колбочки. Он отмечает, что если полная трансформация палочек в колбочки окажется возможной, этот метод может быть эффективен и при лечении заболеваний, при которых первыми умирают колбочки, таких как макулярная дегенерация.

Оригинальная статья доступна в он-лайн издании журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.

Аннотация к статье

Reprogramming of adult rod photoreceptors prevents retinal degeneration