Какво ще се случи, ако при хора с ослепяващи заболявания на ретината се въведат здрави фоторецептори, получени от стволови клетки, и зрението се възстанови?
Това е интригуваща стратегия за излекуване на слепотата, но подходът е посрещнат с редица научни препятствия, като това, че въведените клетки умират бързо или не успяват да се интегрират в ретината.
Ново проучване, публикувано в Stem Cell Reports, преодолява тези предизвикателства и отбелязва значителен напредък към клетъчно-базирана терапия. Работата, ръководена от екип от Факултета по ветеринарна медицина на Университета на Пенсилвания, в сътрудничество с изследователи от Университета на Уисконсин-Медисън, Детската болница във Филаделфия и Националния очен институт (NEI), представя интегрирането на човешки фоторецепторни клетки в ретината на кучета. Коктейл от имуносупресивни лекарства позволява на клетките да оцелеят в продължение на месеци, като образуват връзки със съществуващите клетки.
„В това проучване искахме да узнаем дали можем, да подобрим хирургичното доставяне на тези клетки в субретиналното пространство; да подобрим тяхното оцеляване; да ги видим да мигрират към слоя на ретината, където трябва да бъдат, и да започнат да се интегрират“, казва Уилям Белтран, професор по офталмология в Penn Vet и старши автор на изследването. „Отговорът на всички тези въпроси беше да.“
Beltran и Gustavo Aguirre от Penn Vet отдавна се интересуват от справянето с нарушенията на ретината и досега са постигнали големи успехи в създаването на коригиращи генни терапии за състояния с известни гени-причинители. Но за много случаи на наследствена дегенерация на ретината няма идентифицирана мутация. При други пациенти болестта е напреднала толкова много, че нито една фоторецепторна клетка не е останала непокътната за генна терапия. И в двата сценария подходът на регенеративната медицина, при който фоторецепторите могат да израснат отново, би бил изключително ценен.
За да разработи клетъчна терапия, екипът на Beltran се присъединява към групи, ръководени от John Wolfe от CHOP и Penn Vet; Дейвид Гам от Университета на Уисконсин-Медисън; и Капил Бхарти в NEI, в консорциум, подкрепен от Инициативата Audacious Goals за регенеративна медицина на NEI. Партньорството съчетава опита на екипа на Beltran в кучешките модели на дегенерация на ретината и огромен опит в клетъчно-базирани терапевтични подходи от лабораториите Wolfe, Gamm и Bharti.
Фоторецепторните клетки, които се състоят от пръчици и колбички, съставляват слой от външната ретина, който е критичен за започване на процеса на зрение, при което енергията на светлината се трансформира в електрически сигнал. За да функционират правилно, трябва да се образува връзка с клетките във вътрешната ретина, за да се предава визуалната информация. Целта на тази клетъчна терапия е да пресъздаде този слой и да му позволи да се интегрира с другите видове клетки на ретината, за да препредава сигнали от един слой към следващия.
В настоящата работа екипът използва прекурсори, получени от стволови клетки на човешки фоторецептори, разработени в лабораторията Gamm, за да служат като основа на клетъчната терапия. В сътрудничество с лабораторията Bharti, те разработват нов хирургически подход за инжектиране на клетките в ретината на седем кучета с нормално зрение и три с форма на наследствена дегенерация на ретината, след което използват различни не -инвазивни техники за проследяване във времето.
„Използването на голям животински модел, който претърпява естествено срещаща се форма на дегенерация на ретината и има око с човешки размер, беше инструмент за оптимизиране на безопасна и ефикасна хирургична процедура за доставяне на дози от клетки, които могат да се използват при пациенти“, казва Гам.
Изследователите отбелязват, че клетъчното усвояване е значително по-добро при животните с дегенерация в сравнение с тези с нормална ретина.
„Това, което показахме, беше, че ако инжектирате клетките в око, което има свои собствени фоторецепторни клетки, ретината се оказва почти непокътната и служи като физическа бариера, така че въведените клетки не се свързват с невроните от втори ред, биполярните клетки“, казва Белтран. „Но при трите кучета, които са били с напреднал стадий на дегенерация на ретината, ретиналната бариера е по-пропусклива. В тази среда клетките имаха по-добра способност да започнат да се интегрират в правилния слой.
Тъй като трансплантираните човешки клетки могат да бъдат интерпретирани от имунната система на кучетата като чужди субекти, изследователите правят това, което биха направили при други процедури за трансплантация на тъкани: те дават на кучетата имуносупресивни лекарства. Триото лекарства са били тествани преди това от Оливър Гардън, ветеринарен имунолог от Penn Vet по време на изследването.
Инжектираните клетъчни популации са намалели значително при кучета, които не са получили лекарствата за потискане на имунитета, като броят на клетките е намалял, но след това се е запазил при кучетата, които са получили коктейла.
По-нататъшното характеризиране на въведените клетки разкрива доказателства за потенциални връзки. „Видяхме, че някои от нововъведените клетки изглежда „си стискат ръцете“ с неврони от втори ред“, казва Белтран. „Изглежда има контакт. Следващият етап за този проект ще бъде да продължим да оптимизираме терапията и след това да проверим дали има функционален отговор – с други думи, подобрено зрение – в нейните реципиенти.“ Източник: penntoday.upenn.edu
