Відростити очі. У ссавців знайшли гени, які можуть відновлювати зір

8 жовтня 2020, 18:21

Акваріумні рибки даніо здатні відновлювати тканину сітківки ока. Але з’ясувалося, що гени, які відповідають за регенерацію, є і у ссавців.

Ми поділяємо 70 відсотків наших генів з цими крихітними рибками, і вчені з США виявили, що деякі із загальних генів включають в себе ті, які наділяють рибок даніо здатністю відрощувати сітківку.

Відео дня

«Регенерація, здається, є статусом за замовчуванням, і втрата цієї здатності сталася в декількох точках еволюційного дерева», — сказав нейробіолог з Університету Джона Хопкінса Сет Блекшоу.

Сітківка є частиною наших очей, яка реагує на світло. Вона містить світлочутливі стрижні і колбочки, а також нейрони і синапси, які передають отриману світлову інформацію в наш мозок. Під час розвитку ембріона сітківка формується зі зростаючого мозку, так що насправді це тканина мозку.

Клітини Мюллера також є частиною сітківки — вони підтримують нейрони сітківки: прибирають нейротрансмітери та іншу некротичну тканину, зберігають важливі молекули, забезпечують фізичну підтримку і при необхідності звертаються за допомогою до імунної системи.

У деяких риб і рептилій ці гліальні клітини також регенерують нейрони, трансформуючись в клітини, які потім можуть ділитися на нейрони сітківки, включаючи навіть фоторецептори, такі як палички і колбочки. Але не у ссавців.

Вивчаючи гени в гліальних клітинах Мюллера у рибок даніо, курчат і мишей, нейробіолог Тхань Хоанг з Університету Джона Хопкінса і його колеги спостерігали, як ці клітини реагують на травми у цих трьох видів.

«Активовані гени викликали імунні клітини для очищення пошкодженої тканини», — пояснює Блекшоу. Але потім у мишей відбувалося придушення цих генів, що не дозволило клітинам трансформуватися в клітини сітківки.

Дослідники також помітили, що після пошкодження сітківки у всіх трьох видів клітини Мюллера перестали виробляти ядерни фактор I (NFI) — ДНК-зв'язуючий білок, що дізнається послідовність, яка заважає клітині отримувати доступ до бітів ДНК, відключаючи тим самим гени. Вчені зупинили клітини Мюллера, які продукують NFI, і у дорослих мишей почалося виробництво нейронів сітківки.

«Наше дослідження в цілому показує, що у ссавців, включаючи людину, є потенціал до регенерації, але деякий еволюційний тиск відключив його», — пояснив Блекшоу.

Команда підозрює, що втрата цієї здатності може бути пов’язана з компромісом між регенерацією клітин центральної нервової системи і опором паразитам. Справа в тому, що глія допомагає обмежити поширення інфекцій. Попереднє дослідження показало, що сигнали, які викликають запалення для запобігання інфекцій, також не дозволяють клітинам глії перетворюватися на продуцентів нейронів, що підтверджує цю ідею.

«Ми знаємо, що певні віруси, бактерії і навіть паразити можуть заразити мозок. Якщо дозволити інфікованим клітинам мозку рости і поширювати інфекцію по нервовій системі, це може мати катастрофічні наслідки», — каже Блекшоу.

Звичайно, ми все ще дуже далекі від вирощування замісної сітківки у реальних людей. Команда попереджає, що це дуже складна система, в якій задіяно безліч незалежних механізмів, які вимагають подальшого вивчення.

Раніше НВ писав, що вчені створили заснований на нейромережі алгоритм, який може стежити за формуванням тканин всередині штучної сітківки та інших органів і контролювати цей процес.

Дослідники з Московського фізико-технічного інституту та Інституту системного програмування Гарвардської школи медицини стверджують, що алгоритму, на відміну від людини, не потрібно додаткової модифікації клітин. Це дозволяє застосовувати метод при вирощуванні сітківки для пересадки.

«Сітківка людини має вкрай обмежений потенціал до регенерації. Це означає, що будь-яка прогресуюча втрата нейронів, наприклад, при глаукомі, неминуче призводить до повної сліпоти. Зараз лікарям практично нічого запропонувати таким пацієнтам, крім як починати вчити таблиці Брайля. Наша робота робить біомедицину на крок ближче до створення клітинної терапії для захворювань сітківки ока, що дозволить не тільки запобігти прогресії захворювання, але і повернути хворим вже втрачений зір», — пояснив керівник лабораторії геномної інженерії МФТІ Павло Волчков.

Для вирішення проблеми відбору кращих тканин сітківки для подальшої трансплантації, скринінгу лікарських препаратів або моделювання захворювань вчені вирішили використовувати методи нейронних мереж і штучного інтелекту.

poster
Підписатись на щоденну email-розсилку
матеріалів розділу Техно
Розсилка про те як технології змінють світ
Щопонеділка

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X