Открытие открывает возможность в один прекрасный день восстановить потерю зрения, активировав способность сетчатки к регенерации. Исследователи из Медицинского колледжа Бейлора, Института сердечно-сосудистых исследований и Техасского института сердца раскрывают в журнале Cell Reports, что, хотя сетчатка млекопитающих – слой специализированных нервных клеток, обеспечивающих зрение и расположенный на задней стороне глаза, – не самопроизвольно регенерировать, он обладает регенеративной способностью, которая остается бездействующей благодаря клеточному механизму, называемому путь бегемота. Открытие открывает возможность активировать способность сетчатки восстанавливать утраченное зрение, манипулируя этим путем.
«Повреждение сетчатки может привести к непоправимой потере зрения у людей и других млекопитающих, потому что их сетчатка не восстанавливается», – сказал ведущий автор исследования д-р. Росс А. Поче, доцент кафедры молекулярной физиологии и биофизики и член Комплексного онкологического центра Дэна Л. Дункана в Бейлоре. «Тем не менее, другие животные, такие как рыбки данио, могут обратить вспять слепоту благодаря специализированным клеткам сетчатки, называемым глиальными клетками Мюллера. Когда сетчатка повреждена, глиальные клетки Мюллера размножаются и дифференцируются в потерянные нейроны сетчатки, эффективно заменяя поврежденные клетки полностью функциональными.”
Хотя глиальные клетки Мюллера в поврежденной сетчатке млекопитающих не восстанавливают зрение, как их аналог у рыбок данио, другие исследователи показали, что при повреждении сетчатки млекопитающих небольшая подгруппа глиальных клеток Мюллера делает первые шаги, необходимые для входа в цикл пролиферации. такие как получение молекулярных маркеров, которые ученые ожидают увидеть в пролиферирующей клетке.
«Но эта попытка размножения носит временный характер; после получения некоторых клеточных маркеров клетки отключаются», – сказал Поше, который также является аффилированным лицом с Исследовательским центром интеллектуальных и порочных нарушений и Институтом глаз Каллена, оба в Бэйлоре. “Эти наблюдения показали, что механизм, который управляет восстановлением клеток у рыбок данио, может присутствовать и у млекопитающих, но он активно подавляется. В течение многих лет механизм подавления был неизвестен.”
В поисках предложенного подавляющего механизма лаборатория Поше объединила усилия с лабораторией соавтора-корреспондента д-ра. Джеймс Мартин, профессор молекулярной физиологии и биофизики, Вивиан Л. Смит, заведующий кафедрой регенеративной медицины Медицинского колледжа Бейлора и директор лаборатории обновления кардиомиоцитов в Техасском институте сердца. Исследователи сосредоточили свое внимание на пути Hippo, сети молекулярных событий, которая способствует росту органов во время развития и регуляции регенерации сердечной ткани в ответ на инфаркт миокарда. Лаборатория Мартина ранее показала, что путь Hippo действует как «перерыв» в пролиферации кардиомиоцитов, подавляя активность другого пути, называемого YAP.
В этом исследовании исследователи впервые определили, что путь Hippo экспрессируется в клетках глии Мюллера млекопитающих. Затем они исследовали, повлияет ли изменение пути бегемота в этих клетках на их способность к размножению. Создание неисправного пути Hippo путем устранения двух его молекулярных стадий привело к умеренной пролиферации клеток. И когда исследователи с помощью генной инженерии создали глиальные клетки Мюллера, несущие версию YAP, называемую YAP5SA, которая невосприимчива к ингибирующему влиянию гиппопотама, клетки продемонстрировали большую пролиферацию и приобрели идентичность клеток-предшественников. Важно отметить, что небольшая подгруппа этих клеток-предшественников, полученных из глии Мюллера, демонстрировала признаки спонтанной дифференцировки в новые нейроны сетчатки.
«До этого момента исследователи не знали, какой эндогенный блокирующий механизм препятствует переходу клеток Мюллера в регенеративное состояние. Путь Hippo – это новая молекулярная точка входа в этот механизм », – сказал Поше. «Наш следующий шаг – разработать стратегию, которая направит пролиферирующие глиальные клетки Мюллера в пути дифференцировки, ведущие к клеткам сетчатки, способным восстанавливать зрение.”