КиберпанкДеталиБиомеханика

Секрет регенерации сетчатки разглядели в рыбьих глазах: новое открытие, вероятно, поможет многим людям вернуть зрение

Ученые смогли обнаружить сигнальный путь, запускающий процесс регенерации сетчатки у рыбок данио.

Что произошло

Ученые из США выяснили, как рыбки данио регенерируют сетчатку глаза. Это потенциально может помочь в лечении заболеваний глаз у людей.

Как это работает

Ключевую роль в процессе играет сигнальный путь Vegf-Notch, которого нет у млекопитающих.

Тенденция

Ранее ученые рассматривали возможность восстановления зрения с помощью генетического программирования и бионического глаза.

Контекст

Ранее исследователи высказывали предположение, что у человека может быть неиспользованная способность к регенерации.

Что произошло

Рыбки данио могут помочь людям в борьбе со слепотой, считают ученые из Мичиганского университета.

  • К слепоте может приводить целый ряд заболеваний глаз, например дегенерация желтого пятна, диабетическая ретинопатия, глаукома и другие. Все эти болезни сопровождаются гибелью нейронов сетчатки.
  • Исследователям удалось обнаружить сигнальный путь, который запускает у рыбок процесс восстановления поврежденной сетчатки. Стволовыми клетками становятся клетки Мюллера, которые также есть и у человека.
  • Теперь ученые лучше понимают, почему у людей подобный процесс не запускается, и намерены найти способ его активировать.

Как это работает

Ученые не один год пытались понять, каким образом у рыбок данио запускается механизм восстановления сетчатки.

  • Ключевую роль в этом процессе, как выяснилось, играет сигнальный путь Vegf-Notch, который активируется в поврежденной сетчатке, соединяя клетки Мюллера с иммунными и клетками, выстилающими кровеносные сосуды.
  • При этом оба типа клеток вносят свой вклад в изменение экспрессии генов, необходимых для перепрограммирования клеток Мюллера в стволовые. У млекопитающих Vegf-Notch не обнаружена, поэтому процесс регенерации сетчатки не запускается.
  • Ученые планируют разработать методы стимуляции человеческих клеток Мюллера, чтобы запустить процесс их превращения в стволовые. В случае успеха с помощью этого способа можно будет лечить различные заболевания глаз, приводящие к слепоте.

Тенденция

По данным ВОЗ, около 2,2 млрд человек во всем мире страдают нарушением зрения. Около 36 млн человек полностью лишены зрения. Ученые разрабатывают различные новые способы лечения болезней, приводящих к слепоте.

  • В 2017 году ученым удалось вернуть зрение мышам, страдающим от пигментного ретинита, с помощью генетического «перепрограммирования» оставшихся нервных клеток сетчатки. Изначально эти клетки не были чувствительны к свету, но благодаря их модификации зрение частично восстановилось.
  • В 2021 году с помощью генной модификации исследователи смогли частично вернуть зрение слепому мужчине. Ученые добавили в сетчатку глаза светочувствительные белки, благодаря которым он смог видеть размытые очертания объектов.
  • Еще одно направление исследований — бионические импланты. В феврале 2022 года ученые из Австралии сообщили об успешных испытаниях устройства Phoenix 99. Это небольшой имплант, который устанавливается за сетчаткой глаза. Он имеет беспроводную связь с камерой, установленной на очках, и стимулирует активность клеток сетчатки, еще способных к работе. Устройство протестировали на овцах. За 3 месяца у животных не проявилось никаких негативных реакций на имплант.
  • В 2020 году ученые из Гонконгского университета науки и технологии представили искусственную копию человеческого глаза. Сетчатка изготовлена из пористого оксида алюминия, внутри пор установлены фотодатчики из перовскита. Тонкие провода, имитирующие нервные окончания, передают сигналы от фотодатчиков на внешние схемы для обработки сигналов. На передней части устройства установлен объектив в сочетании с искусственной радужкой. Камера внутри глаза заполнена ионной жидкостью, которая имитирует стекловидное тело. В будущем подобные устройства могут быть использованы как для производства гуманоидных роботов, так и для разработки улучшенных глазных протезов.

Контекст

В 2021 году американские ученые заявили, что у людей, вероятно, есть неиспользованная способность к регенерации.

  • Исследователи из биологической лаборатории MDI изучали мексиканскую саламандру — аксолотля. Амфибия способна воссоздать практически любую часть тела, включая мозг, глаза, сердце и центральную нервную систему.
  • Они сравнили передачу сигналов после травмы у аксолотлей и млекопитающих, например мышей. Передача сигналов иммунных клеток — макрофагов — у аксолотля и мыши была сходной, когда они подвергались воздействию бактерий и вирусов. Но когда дело дошло до физического повреждения, у саламандры макрофаги запускали рост тканевых клеток, а у мышей — процесс рубцевания.
  • Авторы работы объяснили, что, как только образовался шрам, с точки зрения регенерации процесс окончен. Таким образом, считают исследователи, если заблокировать связи, ведущие к рубцеванию, это может позволить людям отращивать потерянные конечности или, по крайней мере, улучшить общее состояние здоровья.

Ученые полагают, что запустить процесс регенерации отдельных органов можно и другими методами. Например, исследователи из США нашли способ восстановления волосковых клеток внутреннего уха, гибель которых ведет к потере слуха. Они создали препарат для перепрограммирования клеток-предшественников, потомков стволовых клеток внутреннего уха, на создание крошечных волосковых клеток. В ходе исследования у пациентов наблюдалось заметное улучшение слуха, у некоторых из них эффект от однократного введения препарата длился до 2 лет.

Фото обложки: Steven Senne / AP / TASS

Копировать ссылкуСкопировано