Лаборатория на UW Medicine вижда бъдеще, в което изгубените клетки на ретината могат да бъдат съживени.
Зрението започва в ретината, частта от окото, която преобразува светлината в електрически сигнали и ги изпраща към мозъка. Когато клетките в ретината се повредят, те не се лекуват и не порастват отново. Това е опустошителен факт за милионите, които са загубили зрение поради травматични наранявания или заболявания като макулна дегенерация, пигментен ретинит или диабетна ретинопатия.
Но някои видове, като риби и птици, избягват нараняването на окото. За разлика от бозайниците, те могат да регенерират ретината си. Учените смятат, че тези животни държат ключа за това хората един ден да направят същото.
През последното десетилетие учените са разбрали изключително много за това как тези животни са способни да възстановяват нервните клетки на ретината, според д-р Том Рех, професор по биологична структура във Вашингтонския университет.
Учените в неговата лаборатория и на други места се опитват да стимулират същото възстановяване на ретината при бозайници.
Много сме далеч, казва Рех. Все пак изследователите са успели да накарат клетките на ретината на мишки да създадат нови неврони – първата стъпка по пътя към регенерацията. Така че има надежда учените някой ден да направят същото в човешката ретина.
Но първо да се върнем към птиците и рибите. Процесът на регенерация при тези животни се върти около един вид клетка в ретината, наречена Muller glia. Ежедневната функция на глията е да осигурява структурна опора. Когато възникне нараняване, глиалните клетки се „препрограмират“ и се връщат обратно в незряло състояние. По същество те се връщат назад във времето на развитие и започват отначало като невронни стволови клетки. Вместо да се развият обратно в глиални клетки обаче, те създават нови неврони на ретината, но сигналът, който казва на тези клетки да се препрограмират, остава загадка и учените не знаят точния молекулярен механизъм за регенерация. През 2001 г. изследовател в лабораторията на Reh идентифицира конкретен ген, наречен ACSL1, който изглежда участва в процеса при птиците. Това откритие по-късно е потвърдено и при риби.
Обикновено ASCL1 е изключен в глиалните клетки. В рамките на един час след нараняване, той е активен. През следващите седмица или две глиите, които правят ASCL1, произвеждат много нови неврони, за да заменят увредените и зрението се връща.
Глиални клетки на Мюлер присъстват и при бозайници, включително хора. През 2013 г. студентка в лабораторията на Reh, Джулия Полак, успява да включи ASCL1 в миши глиални клетки. Те се превръщат в състояние, наподобяващо невронни стволови клетки.
Окуражена, лабораторията на Рех опитва отново с живи мишки. Те обръщат гена ASCL1 в мишки, които са имали нараняване на ретината. Клетките на глията отново преминават в състояние, подобно на стволови клетки, и поправят част от щетите. Въпреки това има две предупреждения: регенерацията се случва само при мишки, по-млади от две седмици, като те могат да произвеждат само вътрешни неврони на ретината, а не външните пръчици и конусчета, които се губят при дегенерация на макулата.
Матю Уилкен, постдокторант в лабораторията на Ре, вярва, че генетичният превключвател за включване и изключване е ключът към разбирането защо.
Бързо опресняване на генома: Почти всяка ваша клетка съдържа копие на вашия геном, книгата с рецепти за изграждането на всяка клетка, орган и тъкан в тялото ви. Във всяка клетка са активни различни части от генома; ето защо една завършва като кожна клетка, а друга като чернодробна.
„Една от големите хипотези в областта в момента е, че при бозайниците това глиално епигенетично състояние е заключено“, казва Уилкен. „Или се отключва при птици и риби, или те имат специални механизми, които ние не използваме, за да го обърнем.“
Лия Ванденбош, студентка в лабораторията на Рех, изследва тънкостите на епигеномния пейзаж. Тя се надява да разбере какво се случва, когато мишките пораснат и генът Ascl1 вече не предизвиква промяна в глиалните клетки.
Рех работи върху проблема от началото на 70-те години на миналия век, след като прочита книга, в която се казва, че окото е като мозъка в миниатюра. Няколко десетилетия по-късно той все още ходи в лабораторията всеки ден и се присъединява към учениците си в „блъскането на главата в привидно непробиваема стена“. Ре вижда светлина в края на тунела:
„Няма съмнение, че ще регенерираме ретината. Просто не знам кога.“ Източник: newsroom.uw.edu
