Ученые использовали генную терапию для восстановления поврежденных волокон зрительного нерва

Ученые использовали генную терапию для восстановления поврежденных волокон зрительного нерва
Владимир Медяник

Владимир Медяник

ноябрь 18, 2020

Ученые использовали генную терапию для регенерации поврежденных нервных волокон в глазу. Это открытие может помочь в разработке новых методов лечения глаукомы, одной из основных причин слепоты во всем мире, сообщает news-medical.net.

Аксоны — нервные волокна — в центральной нервной системе (ЦНС) взрослого человека обычно не регенерируют после травмы или болезни, а это означает, что повреждение часто необратимо. Однако за последнее десятилетие был сделан ряд открытий, свидетельствующих о возможности стимулирования регенерации.

В исследовании, опубликованном сегодня в Nature Communications, ученые проверили, может ли ген, ответственный за производство протеина, известного как протрудин, стимулировать регенерацию нервных клеток и защищать их от гибели после травмы.

Команда во главе с доктором Ричардом Евой, профессором Китом Мартином и профессором Джеймсом Фосеттом из Центра восстановления мозга Джона ван Геста при Кембриджском университете использовала систему культивирования клеток для выращивания клеток мозга в пробирке. Затем они повредили свои аксоны с помощью лазера и проанализировали реакцию на это повреждение с помощью микроскопии живых клеток. Исследователи обнаружили, что увеличение количества или активности протрудина в этих нервных клетках значительно увеличивает их способность к регенерации.

Нервные клетки сетчатки, известные как ганглиозные клетки сетчатки, распространяют свои аксоны от глаза до мозга через зрительный нерв, чтобы передавать и обрабатывать визуальную информацию. Чтобы выяснить, может ли протрудин стимулировать восстановление поврежденной ЦНС в неповрежденном организме, исследователи использовали технику генной терапии, чтобы увеличить количество и активность протрудина в глазу и зрительном нерве. Когда они измерили степень регенерации через несколько недель после травмы зрительного нерва, команда обнаружила, что протрудин позволил аксонам регенерировать на больших расстояниях. Они также обнаружили, что ганглиозные клетки сетчатки защищены от гибели.

Исследователи показали, что этот метод может помочь защитить от глаукомы, распространенного заболевания глаз. При глаукоме зрительный нерв, соединяющий глаз с мозгом, постепенно повреждается, часто в связи с повышенным давлением внутри глаза. Если не диагностировать на ранних стадиях, глаукома может привести к потере зрения. В Великобритании примерно один из 50 человек в возрасте старше 40 лет и каждый десятый человек в возрасте старше 75 лет страдают глаукомой.

Чтобы продемонстрировать этот защитный эффект протрудина против глаукомы, исследователи использовали целую сетчатку глаза мыши и вырастили ее в чашке для культивирования клеток. Обычно около половины нейронов сетчатки умирают в течение трех дней после удаления сетчатки, но исследователи обнаружили, что увеличение или активация протрудина приводит к почти полной защите нейронов сетчатки.

Глаукома — одна из ведущих причин слепоты во всем мире. Причины глаукомы до конца не изучены, но в настоящее время большое внимание уделяется поиску новых методов лечения, предотвращению гибели нервных клеток в сетчатке, а также попыткам восстановить потерю зрения за счет регенерации пораженных аксонов через зрительный нерв.

«Наша стратегия основана на использовании генной терапии — подхода, который уже используется в клинической практике — для доставки протрудина в глаз. Возможно, наше лечение может получить дальнейшее развитие как способ защиты нейронов сетчатки от гибели, а также стимулирования их аксонов к повторному росту. Важно отметить, что эти результаты требуют дополнительных исследований, чтобы увидеть, можно ли их превратить в эффективные методы лечения людей».

Доктор Веселина Петрова, кафедра клинической неврологии Кембриджского университета, первый автор исследования.

Протрудин обычно находится внутри эндоплазматического ретикулума, крошечных структур внутри наших клеток. В этом исследовании команда показала, что эндоплазматический ретикулум, обнаруженный в аксонах, по-видимому, обеспечивает материалы и другие клеточные структуры, важные для роста и выживания, чтобы поддерживать процесс регенерации после травмы. Протрудин стимулирует транспортировку этих материалов к месту травмы.

Доктор Петрова добавила: «Нервные клетки в центральной нервной системе теряют способность регенерировать свои аксоны по мере созревания, поэтому имеют очень ограниченную способность к повторному росту. Это означает, что травмы головного, спинного и зрительного нерва имеют изменяющие жизнь последствия».

«Модель повреждения зрительного нерва часто используется для исследования новых методов лечения для стимуляции регенерации аксонов ЦНС, и методы лечения, определенные таким образом, часто показывают многообещающие результаты в поврежденном спинном мозге».