Медики впервые спасли от слепоты мышей с глаукомой

Восстановление аксонов ганглиозных клеток сетчатки (пурпурный и зелёный цвета), распространяющихся от зрительного нерва (слева).

Восстановление аксонов ганглиозных клеток сетчатки (пурпурный и зелёный цвета), распространяющихся от зрительного нерва (слева).
Иллюстрация Andrew D. Huberman.

Учёные придумали две методики, которые в теории помогут бороться с одним из типов слепоты человека. Ни одна из них не работала, пока исследователи не догадались соединить их вместе. Новая технология помогла восстановить зрение грызунов настолько, что они начали убегать от потенциальных хищников.

Исследователям глаукомы удалось частично восстановить зрение мышей, заставив регенерировать ранее повреждённый "кабель" зрительного нерва. Он отвечает за передачу визуальной информации от глаз к мозгу. Это достижение стало первым случаем, когда учёным удалось хотя бы частично восстановить зрение у млекопитающих.

Специалисты нашли способ восстановить повреждённый канал и вернуть к жизни связь с мозгом, что и позволило грызунам вновь увидеть мир. Такая работа может стать прорывом в области медицины и привести к созданию методики, восстанавливающей зрение у людей.

Для начала вспомним школьный курс биологии. Глаза млекопитающих имеют фоторецепторы, которые реагируют на свет различной длины волны, и несколько типов ганглиозных клеток, каждая из которых специализируется на обработке определённых составляющих картинки. Также существуют аксоны ― длинные цилиндрические отростки нервной клетки. Аксоны млекопитающих действуют в мозге как электрические провода, соединяющиеся с другими нервными клетками, чтобы обеспечить передачу визуальной информации.

Учёные из медицинской лаборатории Стэндфордского университета провели эксперимент с участием сотни мышей. Исследователи "вызвали слепоту" в одном глазе животных, сделав хирургический разрез и пережав пинцетом зрительный нерв. Отметим, что в отличие от клеток в других частях тела человека нервные клетки центральной нервной системы не восстанавливаются.

Учёные добавляют, что состояние мышей было похоже на то, что бывает у людей, страдающих глаукомой. Это вторая по частоте причина слепоты после катаракты. Глаукома вызывается чрезмерным давлением на зрительный нерв, и таким заболеванием страдают почти 70 миллионов человек во всём мире.

Специалисты отмечают, что катаракта часто может быть удалена хирургическим путём, но у глаукомы нет похожего метода лечения.

После того как специалисты сделали мышей функционально слепыми, они начали различными способами стимулировать регенерацию нейронов (нервных клеток).

Так, некоторая часть мышей прошла генную терапию при помощи вирусов, но, вместо того чтобы принести вред, этот вирус доставил в их ДНК необходимые для регенерации клеток-мишеней составляющие.

Этот метод не совсем оправдал ожидания экспертов: аксоны показали определённый рост обратно к мозгу, но этого было недостаточно, чтобы восстановить связь. Мыши оставались такими же слепыми, как если бы их не лечили вовсе.

Другая группа мышей получила неинвазивное лечение (то есть без хирургического вмешательства). Животных поместили в своего рода "театр IMAX" для мышей, говорит Эндрю Губерман (Andrew Huberman), ведущий автор исследования, где в течение нескольких часов в день им показывались движущиеся чёрные и белые полоски. Эта интенсивная стимуляция зрительного нерва также не оправдала себя.

"Волшебство" произошло, когда исследователи соединили вместе две эти терапевтические методики. "Мы увидели значимый синергетический эффект, — говорит исследователь. – Произошло многократное увеличение скорости, с которой росли аксоны ганглиозных клеток сетчатки".

И самое важное в этом исследование ― сочетание двух методов лечения снова позволили мышам видеть. Их зрение не было полностью восстановлено, но оно позволяло им, например, различать тени (имитирующие приближение хищника) и реагировать соответствующим образом ― убегать.

"Я очень оптимистично настроен. Надеюсь, в течение ближайших пяти лет мы разработаем какое-то лечение. Оно, вероятно, не будет восстанавливать зрение в полной мере, но поможет лечить слепоту в ряде ситуаций", — говорит Эндрю Губерман в интервью сайту Inverse.

Результаты исследования опубликованы в научном издании Nature Neuroscience.

Добавим, что "Вести.Наука" писали о том, что улучшить зрение ранее помогли глазные ткани, выращенные в лаборатории.