Взрослая сетчатка млекопитающих восстанавливается плохо. Если нервные связи сформировались неправильно или разрушились из-за болезни, вернуть их к нормальному состоянию очень трудно.
Но эксперимент с генной терапией показал, что зрелая сетчатка всё же сохраняет способность к перестройке. После лечения у взрослых собак начали восстанавливаться структуры, необходимые для передачи зрительного сигнала, а само зрение улучшилось.
Работа опубликована в Molecular Therapy Advances.
Генетическая ошибка нарушала передачу сигнала
Исследователи изучали собак с естественной мутацией гена CaBP4.
Этот ген кодирует белок, участвующий в передаче сигнала между фоторецепторами и следующими клетками сетчатки. При его поломке светочувствительные клетки воспринимают свет, но нормально передать информацию дальше уже не могут.
Из-за этого нарушается созревание синапсов, меняется структура наружного плексиформного слоя сетчатки и ухудшается зрение.
Похожие мутации встречаются и у людей и могут вызывать тяжёлые нарушения зрения с детства.
Одной инъекции хватило, чтобы запустить перестройку
Учёные доставили в сетчатку рабочую копию CaBP4 с помощью аденоассоциированного вирусного вектора.
После лечения восстановилась электрическая активность сетчатки, а собаки стали лучше видеть, в том числе при слабом освещении.
Одновременно изменилась сама ткань глаза. В обработанных участках увеличился слой, где фоторецепторы соединяются с биполярными и горизонтальными клетками. Созревали и синаптические ленты — структуры, необходимые для передачи сигнала от фоторецепторов дальше по зрительной системе.
Иными словами, взрослая сетчатка начала достраивать связи, которые из-за мутации когда-то сформировались неправильно.
Структура приблизилась к нормальной
Разница между обработанными и необработанными участками была заметной.
Толщина наружного плексиформного слоя после терапии достигала в среднем 6,8 микрометра. В соседних необработанных участках она составляла около 1,7 микрометра, а у здоровых животных — около 8,2 микрометра.
Синаптические ленты тоже выросли почти до нормального размера: в обработанной ткани их длина уже статистически не отличалась от здоровой сетчатки.
Эффект сохранялся даже при более позднем лечении
Терапию применяли не только на ранней стадии.
Двух собак лечили в возрасте 28 месяцев, когда потеря фоторецепторов уже была выраженной. И у них восстановился электрический ответ сетчатки, который сохранялся как минимум полтора года.
У других животных эффект прослеживали больше двух лет, а в отдельных участках нормальная структура сохранялась спустя более трёх лет после инъекции.
Получается, что зрелая сетчатка сохраняет пластичность дольше, чем предполагалось.
Совсем недавно RidLife рассказывал об исследовании, показавшем, почему с возрастом сетчатка теряет способность восстанавливать утраченные нейроны. Тогда учёные выяснили, что хроническое воспаление мешает клеткам глии Мюллера превращаться в новые нервные клетки.
Теперь исследователи получили другой результат: если восстановить нарушенный молекулярный сигнал, взрослая сетчатка способна перестраивать уже существующие нервные связи.
Что это значит для людей
Пока речь идёт о конкретной наследственной болезни и экспериментах на собаках. Но собачий глаз по размеру и строению ближе к человеческому, чем глаз лабораторной мыши, поэтому такие модели часто используют перед клиническими исследованиями.
Важнее другое: нервные связи взрослой сетчатки, похоже, не остаются навсегда зафиксированными.
Если устранить причину нарушения, зрелая нервная ткань может формировать новые синапсы и частично восстанавливать функцию.
Это открывает путь к терапии, которая будет не только сохранять оставшееся зрение, но и возвращать часть уже утраченных связей.
Комментарии