Регенерацията на ретината е възможна, трябва само да се премахне "молекулярната спирачка"

Корейски изследователи са разработили нов метод, който един ден може да възстанови зрението на пациенти със заболявания на ретината.

"Нашата цел е да предложим решение за пациентите, изложени на риск от ослепяване, които нямат подходящи възможности за лечение", разказва Еун Джунг Лий (Eun Jung Lee) от Корейския институт за напреднали науки и технологии (KAIST).

Лий и екипът му установяват, че протеин, наречен Prox1, действа като "молекулярна спирачка", която пречи на бозайниците да възстановяват по естествен път увредени ретинални неврони. След това те успяват да премахнат Prox1 при лабораторни мишки и да активират регенерацията на ретината.

"Представата, че регенерацията на ретината при бозайниците е активно потисната ... е силен и завладяващ обрат", коментира Джейсън Лимниос (Jason Limnios), ръководител на Групата за изследване на стволовите клетки в Центъра за регенеративна медицина "Клем Джоунс" към Университета Бонд, който не е участвал в изследването. "Това предполага, че регенеративният механизъм все още може да е налице и - с подходяща намеса - потенциално може да бъде активиран отново при хората."

Какво представлява заболяването на ретината?

Ретината е слой от светлочувствителна тъкан в задната част на окото. Тя улавя фотоните, които попадат в окото и ги превръща в електрически сигнали, които изпраща до мозъка. Всъщност ретината е част от мозъка и съдържа пет вида неврони, включително фоторецепторни клетки. Когато ретината е увредена, това може да се отрази на зрението.

Повече от 300 милиона души по света страдат от някаква форма на дегенеративно заболяване на ретината, като глаукома, свързана с възрастта дегенерация на макулата (AMD) или пигментен ретинит (RP), което може да доведе до увреждане или загуба на зрението. Със застаряването на населението пациентите със заболявания на ретината се увеличават.

Понастоящем съществуват някои лечения, които забавят развитието на заболяването, и има няколко насоки за изследване на начините за възстановяване на зрението, включително генна терапия, процедури със стволови клетки и дори обещанието за "биологично отпечатване" на нови клетки, които да заменят увредените.

Но това ново изследване на KAIST, публикувано в Nature Communications, разглежда как да се използват собствените механизми за възстановяване на организма.

Студенокръвните безгръбначни като рибите могат да възстановяват ретината си, когато тя е повредена. Увреждането задейства процес, който превръща Мюлеровите глии (поддържащи клетки, които помагат за поддържането на структурната и функционалната стабилност на клетките на ретината) в ретинални прогениторни клетки.

Това става чрез дедиференциация, при която клетките могат да се развиват в обратна посока. Това е важен отговор на увреждането на тъканите и по същество представлява "препрограмиране", при което клетките могат да се върнат към по-ранния си етап, след което да се развият отново в това, което е необходимо.

При бозайниците обаче тази способност липсва и затова те не са в състояние да регенерират ретината при увреждане - въпреки че с малко помощ това може да се промени.

Откриване на молекулярната спирачка

Екипът на KAIST открива, че мощна "молекулярна спирачка" активно блокира регенерацията на клетките на ретината при бозайниците, потискайки процеса на дедиференциация. Виновникът за това е протеин, наречен Prox1.

При изследването на мишки екипът установява, че Prox1 се отделя от невроните на ретината и се пренася към глиалните клетки на Мюлер, където се натрупва. Те изследват и посмъртни ретини на човек, който е имал пигментен ретинит, и откриват подобно натрупване. За разлика от тях това натрупване на протеина липсва при зебрата, която може свободно да регенерира клетките на ретината си.

Но ако Prox1 може да бъде уловен, преди да се прехвърли към Мюлеровите глии, тогава процесът на дедиференциация може да продължи. По същество екипът на KAIST открива, че способността на бозайниците да регенерират клетки на ретината не отсъства, а само е блокирана.

Използвайки тази информация, учените са разработили метод за улавяне на Prox1, преди да достигне до Мюлерова глия, чрез използване на антитяло, което се свързва с Prox1 и се доставя чрез аденоасоцииран вирус, инжектиран в окото.

Екипът тества метода върху мишки. Той успешно блокира Prox1 и позволява на Мюлеровите глии да започнат да се възстановяват, създавайки нови фоторецепторни клетки и други ретинални неврони при мишките.

Способността за регенерация на мишките не е толкова впечатляваща, колкото регенерацията, наблюдавана при рибките Данио, което предполага, че може да има други бариери, които все още предстои да бъдат открити. Въпреки това ефектът е продължил повече от шест месеца, което означава, че за първи път е демонстриран дългосрочен резултат за регенерация на ретината при бозайници.

Структура на човешкото око. Кредит: Wikimedia Commons

Поглед към бъдещето

"Това е много вълнуваща работа", заявява Реймънд Уонг (Raymond Wong), ръководител на звеното за клетъчно препрограмиране в Австралийския център за изследване на очите (CERA), който не е участвал в изследването. "Документът подчертава потенциала на препрограмирането на MG [Мюлерови глии] като регенеративен подход за лечение на слепота.

"За да се реализира този потенциал, ще бъде важно да се оцени дългосрочната безопасност на този подход за препрограмиране на MG и да се демонстрира устойчива ефикасност за подобряване на зрението in vivo. Бъдещите изследвания в по-големи животински модели също ще бъдат важни, за да се пренесат откритията при гризачите към пациентите."

Но някои изследователи имат забележки към проучването макар Prox1 да потиска регенерацията при мишки, това не означава непременно, че така ще бъде в човешката ретина или че това е единственият потискащ фактор.

Органоидите на човешката ретина – мини ретини, отгледани в лабораторията от стволови клетки – могат да се използват като тестови платформи, за да се види дали Prox1 също инхибира регенерацията в човешката ретина.

И ако Prox1 действа при хората, както при мишките, следващият голям въпрос е как протеинът се движи между клетките.

Методът се доразвива от биотехнологичния стартъп Celliaz Inc., основан от членове на KAIST. Те имат за цел да започнат клинични изпитвания до 2028 г.

Междувременно други изследователи – като групата на Уонг в CERA в Мелбърн – подхождат към този неотложен проблем от малко по-различен ъгъл.

"Ние разработваме подход за генна терапия за препрограмиране на MG клетки за регенериране на фоторецептори", разказва Уонг. "Тази работа сега преминава през пътя на комерсиализация, за да стимулира по-нататъшното развитие на този подход за препрограмиране на MG в генна терапия за лечение на слепота.

"Това определено са вълнуващи времена в областта на препрограмирането на ретината."

Справка: Lee, E.J., Kim, M., Park, S. et al. Restoration of retinal regenerative potential of Müller glia by disrupting intercellular Prox1 transfer. Nat Commun 16, 2928 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-58290-8 

Източник: Researchers release ‘molecular brake’ to restore vision in mice with retinal disease, Сosmos magazine

Още по темата

30/12/2024

Медицина

Лечението на рак, диабет и Паркинсон със стволови клетки скоро става достъпно

05/01/2024

Медицина

Разкрит е кодиращия механизъм, който прехвърля информация от възприятие към памет

18/01/2023

Животът

Мозъкът на калмарите и хората се развива по един и същи начин, а ги делят 500 млн години еволюция

14/03/2017

Животът

Нов хидрогел залепва ретината обратно към окото (видео)