Фоторецепторные клетки человека пересадили собакам

Заболевания сетчатки, затрагивающие фоторецепторные клетки (палочки и колбочки), сложно поддаются лечению. Перспективным методом является регенеративная терапия, при которой новые фоторецепторные клетки внедряются в сетчатку, но она сопряжена с определенными трудностями.

Ученые из ветеринарного университета Пенсильвании и коллабораторы сосредоточились сразу на нескольких проблемах: как успешно ввести большое количество клеток в субретинальное пространство, обеспечить их приживаемость и способствовать формированию прочных связей — синапсов — с соседними биполярными клетками. В качестве модели исследования выбрали собаку из-за схожести параметров ее глаз с глазами человека, а также патологических процессов, происходящих при заболеваниях сетчатки.

Исследователи провели на собаках индивидуально разработанную пятиэтапную операцию. В результате они ввели в субретинальное пространство меченные флюоресцентными маркерами прекурсоры (предшественники) фоторецепторных клеток. Клетки получили из плюрипотентных стволовых клеток человека. За тем, как прижились клетки, наблюдали, используя особый неинвазивный мультимодальный метод визуализации, который сделал возможным анализ отдельных кластеров клеток.

Для предотвращения отторжения трансплантата собакам вводили комплекс из трех препаратов, подавляющих иммунитет. Без иммуносупрессии трансплантированные клетки элиминировались. При подавлении иммунитета ксенотрансплантат изначально уменьшался в объеме, но сохранялся в течение 22 недель.

Для опыта использовали здоровых собак и собак с мутантным геном, вызывающим наследственные заболевания сетчатки. У здоровых животных трансплантируемые клетки не достигли нужного слоя сетчатки и не формировали связи с окружающими клетками. Однако у собак, несущих мутантный ген, результаты были лучше — прекурсорные клетки не только прижились в фотосенсорном слое, но и образовали связи с биполярными клетками.

Ученые объясняют это тем, что в здоровой сетчатке сложнее преодолеть интактную наружную пограничную мембрану. У больных же собак эта мембрана уже частично была разрушена, что позволило прекурсорным клеткам мигрировать в фотосенсорный слой и успешно сформировать там синапсы.

Таким образом, авторы не только внедрили прекурсорные клетки в сетчатку собаки и обеспечили их приживаемость, но и в режиме реального времени наблюдали за тем, как эти клетки функционируют и формируют синаптические связи. Дальнейшая доработка и оптимизация процедуры даст надежду на восстановление зрения у пациентов с слепотой, вызванной нарушениями в сетчатке.