Центральное зрение теряется из-за возрастной дегенерации желтого пятна после того, как клетки сетчатки ухудшаются. Новое исследование Стивена Цанга предполагает, что специальные взрослые стволовые клетки могут восстановить зрение или предотвратить его потерю.
Экспериментальное средство от слепоты, разработанное на основе клеток кожи пациента, улучшило зрение слепых мышей в исследовании, проведенном офтальмологами Колумбии и исследователями стволовых клеток.
Полученные данные свидетельствуют о том, что индуцированные плюрипотентные стволовые (iPS) клетки, которые происходят из клеток кожи взрослого человека, но обладают эмбриональными свойствами, вскоре могут быть использованы для восстановления зрения у людей с дегенерацией желтого пятна и другими заболеваниями, поражающими сетчатку глаза.
"Что касается глазных болезней, я думаю, мы приближаемся к сценарию, когда собственные клетки кожи пациента используются для замены клеток сетчатки, разрушенных болезнью или дегенерацией," говорит главный исследователь исследования Стивен Цанг, доктор медицинских наук, доцент офтальмологии и патологии & клеточная биология. "Часто говорят, что трансплантация iPS будет важна в медицинской практике в далеком будущем, но наша статья предполагает, что будущее уже почти наступило."
Появление в 2007 году человеческих iPS-клеток было с энтузиазмом встречено учеными, которые приветствовали разработку как способ избежать этических осложнений эмбриональных стволовых клеток и создать стволовые клетки для конкретных пациентов. Подобно эмбриональным стволовым клеткам, iPS-клетки могут развиваться в клетки любого типа. Тысячи различных клеточных линий iPS от пациентов и здоровых доноров были созданы за последние несколько лет, но они почти всегда используются в исследованиях или скрининге лекарств.
Клетки iPS не пересаживались людям, но многие офтальмологи говорят, что глаз является идеальной площадкой для тестирования методов лечения iPS.
"Глаз – прозрачная и доступная часть центральной нервной системы, и это большое преимущество. Мы можем вводить клетки в глаз и контролировать их каждый день с помощью обычных неинвазивных клинических исследований," Цанг говорит. "А в случае серьезных осложнений удаление глаза не является опасным для жизни мероприятием."
В новом доклиническом исследовании iPS Цанга человеческие iPS-клетки, полученные из клеток кожи 53-летнего донора, были сначала преобразованы с помощью коктейля факторов роста в клетки сетчатки, которые находятся под светочувствительными клетками глаза.
Основная задача клеток сетчатки – питать светочувствительные клетки и защищать хрупкие клетки от избыточного света, тепла и клеточного мусора. Если клетки сетчатки умирают, что происходит при дегенерации желтого пятна и пигментном ретините, фоторецепторные клетки дегенерируют, и пациент теряет зрение. Дегенерация желтого пятна является основной причиной потери зрения у пожилых людей, и, по оценкам, 30 процентов людей будут иметь какую-либо форму дегенерации желтого пятна к 75 годам. Дегенерация желтого пятна в настоящее время поражает 7 миллионов американцев, и ожидается, что к 2020 году ее заболеваемость удвоится.
В своем исследовании исследователи вводили полученные iPS клетки сетчатки в правые глаза 34 мышей, у которых была генетическая мутация, которая привела к дегенерации их клеток сетчатки.
У многих животных человеческие клетки ассимилировались сетчаткой мышей без нарушений и функционировали как нормальные клетки сетчатки вплоть до преклонного возраста. Контрольные мыши, которым вводили физиологический раствор или неактивные клетки, не показали улучшения в тестах сетчатки.
"Наши результаты являются первым доказательством пожизненного восстановления нейронов в доклинической модели дегенерации сетчатки с использованием трансплантации стволовых клеток, при этом улучшение зрения сохраняется на протяжении всей жизни," Цанг говорит. "И, что важно, мы не обнаружили опухолей ни у одной из мышей, что должно развеять один из самых больших опасений людей по поводу трансплантации стволовых клеток: что они будут генерировать опухоли."
Цанг надеется начать клинические испытания на пациентах с дегенерацией желтого пятна в ближайшие три года после дополнительных доклинических испытаний на животных моделях.
Уже аналогичное испытание – тестирование клеток сетчатки, полученных из эмбриональных стволовых клеток – дало обнадеживающие предварительные результаты. В документе этого исследования, опубликованном ранее в этом году, сообщается, что стволовые клетки безопасны и могут улучшить зрение у двух пациентов с дегенерацией желтого пятна.
"Эти результаты обнадеживают, но iPS-клетки могут быть более привлекательным вариантом, чем эмбриональные стволовые клетки," Цанг говорит, "потому что пациенты могут не нуждаться в лекарствах для предотвращения отторжения трансплантированных клеток."
Независимо от того, какая клетка работает лучше, перспектива трансплантации стволовых клеток может означать, что многие люди с дегенерацией желтого пятна никогда не потеряют зрение.
"У нас есть хорошее представление о том, какие пациенты в конечном итоге потеряют зрение. На ранних стадиях дегенерации желтого пятна мы можем сказать, посмотрев в глаза, и новые генетические тесты теперь могут предсказать потерю зрения с точностью до 70 процентов еще до появления этих признаков," Цанг говорит. "Если терапия безопасна, мы могли бы вмешаться очень рано, чтобы предотвратить значительную потерю зрения."
Исследование было опубликовано в Интернете перед печатью в журнале Molecular Medicine.