Фоторецепторы сетчатки из клеток кожи
Ученые университета штата Вашингтон (Сиэтл), работающие под руководством Томаса Ре (Thomas Reh), трансформировали взрослые клетки кожи человека в фоторецепторы – светочувствительные клетки сетчатки глаза. При трансплантации в сетчатку мыши такие фоторецепторы полностью интегрировались в окружающую ткань. (На снимке – зеленая светочувствительная клетка, полученная из взрослой клетки кожи, между окрашенными красным клетками сетчатки.) Авторы считают, что разработанная ими методика со временем ляжет в основу новых методов лечения заболеваний сетчатки, таких как пигментный ретинит и макулярная дегенерация, ведущих к ухудшению зрения и слепоте.
Сначала исследователи, согласно стандартному протоколу создания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, активировали в клетках кожи несколько генов, что привело к возращению им характерной для эмбриональных клеток способности дифференцироваться в клетки различных типов. После этого они применили разработанную ранее методику дифференцировки плюрипотентных клеток в фоторецепторы. Изначально эта методика разрабатывалась авторами для работы с эмбриональными стволовыми клетками, однако применение индуцированных плюрипотентных клеток более предпочтительно для регенеративной медицины. Кожа пациента является готовым источником клеток, использование которых для трансплантации полностью исключает не только этические вопросы, но и проблемы, связанные с иммунными реакциями отторжения трансплантата.
Созданные исследователями светочувствительные клетки открывают и новые возможности для изучения не имеющих на сегодняшний день адекватных животных моделей дегенеративных заболеваний сетчатки, а также для идентификации новых терапевтических мишеней для их лечения. Пигментный ретинит, например, является наследственным заболеванием, характеризующимся гибелью фоторецепторов. ДНК фоторецепторов, полученных из клеток кожи пациента, будет содержать все мутации, участвующие в развитии заболевания. Это позволит исследователям идентифицировать молекулярные механизмы, лежащие в основе гибели клеток. Они также могут использовать клетки для скрининга молекул, способных замедлять или предотвращать гибель фоторецепторов.
До начала применения выращенных в лабораторных условиях фоторецепторов в клинической практике ученым еще предстоит решить ряд серьезных проблем, в первую очередь – научиться методами генотерапии корректировать нарушающие нормальное функционирование фоторецепторов мутации. Кроме того, необходимо разработать подход, который обеспечил бы эффективное приживление большого количества клеток в сетчатке реципиента. Количество фоторецепторов, которые удалось имплантировать в сетчатку мышей при проведении экспериментов, недостаточно для восстановления зрения.
Авторы отмечают, что для эффективного восстановления функционирования сетчатки необходима интеграция в нее, по крайней мере, 10 000 клеток. В ближайшем будущем исследователи планируют заняться оценкой функционирования интегрировавшихся в сетчатку фоторецепторов.
Результаты работы опубликованы 20 января в on-line версии журнала PLoS ONE в статье «Generation, Purification and Transplantation of Photoreceptors Derived from Human Induced Pluripotent Stem Cells».
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам TechnologyReview: Crafting Light-Sensing Cells from Human Skin.
05.02.2010