Дегенерация желтого пятна является основной причиной потери зрения у пожилых людей, но ученые долгое время изо всех сил пытались изучить и воспроизвести ключевые элементы болезни в лаборатории. Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, является первым, демонстрирующим признаки дегенерации желтого пятна в новой модели стволовых клеток человека, разработанной исследователями из Медицинского центра Университета Рочестера.
Эта новая модель может открыть новые возможности для исследований дегенерации желтого пятна и помогла команде отточить некоторые возможные мишени для лекарств от этого заболевания.
«До сих пор не было модели дегенерации желтого пятна на основе пациентов», – сказал Ручира Сингх, доктор философии.D., доцент кафедры офтальмологии Глазного института Флаум при УРМЦ и ведущий автор исследования. “Неизвестно, можно ли взять клетки человеческого глаза и создать модель клетки, которая отобразит признаки болезни.”
Хотя заболевания желтого пятна могут широко варьироваться, все связанные с возрастом и аналогичные наследственные дегенеративные заболевания желтого пятна характеризуются накоплением мусора в сетчатке, светочувствительной ткани в задней части глаза, которая имеет решающее значение для зрения. Эти отложения, называемые друзами, обнаруживаются под слоем клеток пигментного эпителия сетчатки (РПЭ), которые, как известно, играют ключевую роль в дегенерации желтого пятна.
Для своей новой модели команда Сингха собрала клетки кожи пациентов с генетическими формами дегенерации желтого пятна, перепрограммировала их в стволовые клетки и использовала стволовые клетки для создания клеток RPE. Клетки РПЭ, полученные от пациентов, имитировали некоторые характеристики дегенерации желтого пятна при выдержке в посуде, например, образование характерных отложений.
Клетки РПЭ, несущие мутации, вызывающие дегенерацию желтого пятна, образовали больше отложений с более сходным составом с тем, что наблюдается в пораженном человеческом глазу, чем в клетках здоровых взрослых или в клетках пациентов, в которых вызывающие заболевание мутации были исправлены с помощью редактирования генов.
Используя эту модель, группа Сингха впервые показала, что дисфункциональные клетки РПЭ могут вызывать определенные аспекты дегенерации желтого пятна сами по себе – без помощи других клеток или компонентов сетчатки. Это верно для клеток, полученных от пациентов с тремя различными генетическими формами дегенерации желтого пятна, что позволяет предположить, что дисфункция клеток РПЭ может быть центральной для нескольких форм заболевания.
Новая модель Сингх также позволила ее исследовательской группе идентифицировать группу молекул в клетках RPE, на которые могут быть нацелены новые лекарства от дегенерации желтого пятна. Эти «белки комплемента», которые обычно усиливают иммунные функции клеток, могут быть затронуты генетическими изменениями, вызывающими дегенерацию желтого пятна. В ходе исследования экспрессия генов, кодирующих эти белки, была повышена в клетках РПЭ у всех пациентов с дегенерацией желтого пятна, что позволяет предположить, что они также могут играть ключевую роль во многих формах заболевания.
«Теперь мы действительно можем определить и протестировать рациональную лекарственную терапию на собственных клетках пациентов», – сказал Сингх. «До сих пор это было невозможно, но теперь мы можем параллельно изучать заболевания желтого пятна и определять, что может быть центральным дефектом при заболеваниях желтого пятна.”
Сингх считает, что это исследование поможет продвинуть область исследований дегенерации желтого пятна к разработке новых лекарств, нацеленных на клетки РПЭ, а также предоставит новую и улучшенную модель для скрининга этих лекарств. Хотя эта работа находится на раннем этапе, команда надеется, что она приведет к эффективному лечению дегенерации желтого пятна в будущем.