Биоинженерам из Медицинской школы Университета Джона Хопкинса удалось сделать важный шаг в развитии регенеративной медицины. Они вырастили из эмбриональных стволовых клеток человека нейроны сетчатки глаза (так называемые ганглионарные клетки).
Эти нейроны располагаются во внутреннем слое сетчатки и передают сигнал от фоторецепторов, улавливающих свет (палочек и колбочек), к зрительным нервам. Уже откуда сигнал поступает в специализированные отделы головного мозга. Нередко проблемы со зрением, ведущие к слепоте, связаны с разрушением или неправильной работой именно нейронов сетчатки.
По словам авторов, их работа позволит лучше понять, как работают эти нейроны. «Выращенные таким способом нейроны сетчатки станут прекрасной моделью для изучения проблем со зрением. Мы надеемся, что наше исследование поможет в разработке новых лекарственных препаратов, способных лечить слепоту. И, наконец, вполне возможно, полученные таким способом нейроны можно будет использовать для имплантации при потере зрения – но это в далеком будущем», - говорит ведущий автор исследования профессор Дональд Зак (Donald Zack).
Вообще, выращивать клетки сетчатки глаза биоинженеры научились уже несколько лет назад. В 2011 году биотехнологам из нескольких научных центров Японии удалось вырастить целую сетчатку из мышиных стволовых клеток. Затем последовало несколько удачных попыток, когда сетчатку удавалось получить из плюрипотентных стволовых клеток человека. А в 2014 году комитет по безопасности Министерства здравоохранения Японии впервые одобрил использование индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, полученных из кожи самого пациента, для лечения возрастной макулодистрофии. Тогда же в Японии была проведена первая подобная операция – пациентке с возрастной макулодистрофией имплантировали клетки сетчатки, выращенные из ее собственных клеток кожи.
В нынешнем исследовании американские биоинженеры решили заняться выращиванием не целой сетчатки, а только ее нервных клеток. Для этого они использовали эмбриональные стволовые клетки человека (ЭСКЧ). С помощью определенных транскрипционных факторов они превратили эти клетки в нейроны сетчатки.
Чтобы удостовериться в том, что ЭСКЧ, действительно, превратились в нейроны, ученые придумали оригинальный способ. Они заставили нейроны флуоресцировать – светиться красным светом. Для этого с помощью CRISPR-системы («генетического скальпеля») они внедрили в ДНК эмбриональных стволовых клеток определенный ген, который отвечает за экспрессию красного флуоресцирующего белка.
«Через 30 дней после того, как мы обработали ЭСКЧ определенными транскрипционными факторами, они стали превращаться в нейроны сетчатки. И они начинали светиться. Все это мы и увидели под микроскопом. Это было удивительно», - говорит один из авторов исследования доктор Валенти Слаш (Valentin Sluch).
Как добавляет Дональд Зак, они очень надеются, что в будущем их разработка поможет в лечении глаукомы, рассеянного склероза и других заболеваний, связанных с поражением нейронов сетчатки.
Результаты этого исследования опубликованы в последнем номере журнала Scientific Reports (Nature publishing group).
