Трансплантация на ретинални стволови клетки на пациенти с глаукома

Международен екип от лабораторията по геномен инженеринг към Московския институт по физика и технологии и Харвардското медицинско училище успява да култивира ретинални клетки, които след това се поставят в ретината. За първи път учени успешно присаждат ганглийни клетки (ретиналните неврони, които са напълно увредени от глаукомата) от стволови клетки, създадени в лабораторна среда. Експериментът е проведен върху мишки, като трансплантираните клетки не само, че не умират, но и оцеляват в продължение на година. Надеждата на специалистите е да се изградят специални клетъчни банки, които да позволят провеждането на индивидуални терапии спрямо нуждите на пациенти с глаукома.

Рискове при глаукома

Ретиналните ганглийни клетки, които обикновено глаукомата уврежда напълно, отговарят за пренасянето на зрителната информация до мозъка. Учените успяват не само да отгледат неврони (ретиналните ганглийни клетки се считат за специфичен вид неврони), но и да ги трансплантират в очите на мишки, така че да осигурят правилния локален растеж на изкуствената ретинална тъкан. Ако не се лекува, глаукомата може да нанесе необратими щети върху оптичния нерв, а оттам и до частична загуба на зрителното поле. В напреднала фаза дегенеративното заболяване може да доведе до пълна слепота.

„Ретиналните клетки са отгледани с помощта на специални органоиди, като тъканта расте в блюдо на Петри“, разказва Евгений Кегелес от лабораторията в Москва. След това готовите клетки се трансплантират в очите на лабораторни мишки, разделени в няколко групи. Руският екип има за задача да изолира повторно и да извърши анализ на присадените култури.

Симулация на увредена ретина при лабораторни мишки и успешно присаждане на ретинални клетки

Джулия Освалд, която е един от авторите на проучването и работи в института по изследвания, свързани с очното здраве, „Schepens“ в Харвард, пояснява: „Експериментите, които направихме върху мишки, ни помогнаха да намерим отговори на някои въпроси, касаещи замяната на ретинални клетки, като например дали донорски ганглийни клетки биха оцелели в болна и увредена ретина приемник и дали подобни трансплантации са удачни само при млади пациенти. В някои мишки инжектирахме микрогранули, които изкуствено да повишат вътреочното налягане, а в други предизвикахме невротоксичност по химичен път. И двата случая присадените клетки оцеляха в микросредата, която искахме да наподобява максимално увреденото око на пациент с глаукома. Открихме, че възрастта и мястото на трансплантация в самата ретина също не оказват влияние върху успеваемостта на процедурата.“

Трансплантираните клетки в ретината оцеляват 1 година

Според авторите трансплантираните клетки оцеляват в ретината на мишките 12 месеца, което е голямо постижение предвид кратката продължителност на живота на този животински вид. Макар че засичат сигнали от други неврони в ретината на животните, учените тепърва ще оценяват способността на клетките да пренасят информация.

Евгений Кегелес е убеден, че отгледаните клетъчни култури са присадени на подходящото място, а техните аксони достигат до мозъка. За съжаление, на този етап тяхната функционалност не може да бъде измерена напълно, тъй като е твърде малък броят на оцелелите по време на процедурата клетки.

Изследването доказва, че е възможно донорски клетки да се присадят, да формират синапси, да образуват аксони и да се интегрират успешно в ретината. То дава допълнителна информация за начина, по който те се развиват в приемната микросреда. Благодарение на нея експертите биха могли да намерят нови и по-ефективни механизми за подобряване функциите на присадените клетки, което би възвърнало зрението на пациенти с глаукома. „Важно условие обаче е клетките да са достатъчно на брой“, подчертава Кегелес.

50-100 дни растеж на човешки ретинални клетки в лабораторна среда

Отглеждането в лабораторни условия на миши ретинални клетки, взети от стволови, продължава около 21 дни, твърдят учените от Московския институт по геномен инженеринг. Разбира се, когато това стане приложимо и при хора, времето ще бъде много повече – между 50 и 100 дни.

Какво е имунна привилегия?

Пациентите с глаукома, които биха се подложили на подобна трансплантация, няма да чакат обаче толкова дълго. Според експертите е много малко вероятно болният да има нужда и да получи ретинална тъкан, отгледана от негови собствени стволови клетки. Причината е, че окото притежава така наречената имунна привилегия, която го прави адаптивно и намалява значително вероятността присадените клетки да бъдат отхвърлени. С други думи, за хората, които страдат от дегенеративното заболяване, могат да се създадат клетъчни банки с предварително отгледани и впоследствие замразени ретинални клетки от друг донор или от индуцирани плурипотентни стволови клетки (iPSCs), които се извличат директно от всяка соматична клетка. Когато в банките има запас от клетки, единственото, което предшества операцията е подборът на най-подходящите за него ретинални клетки.

Индуцирани плурипотентни стволови клетки (iPSC)

Павел Волчков от лабораторията по геномен инженеринг в Москва разказва: „Нобеловата награда за индуцирани плурипотентни стволови клетки (iPSC) бе връчена преди почти 10 години, през 2012 г. Отдавна утихна бурята покрай тяхното откритие и вече не са много колегите, които искат да се занимават с това. Време е вече не само да говорим, но и да работим, да използваме истински iPS технологии. Именно върху тях се гради нашето изследване, свързано с трансплантацията на ретинални ганглийни клетки. Имаме невероятната възможност да намерим още едно важно приложение на стволовите клетки. И макар че засега нашите наблюдения нямат нужната клинична стойност, вярвам, че сме съвсем близо до извършването на първата трансплантация върху пациент с глаукома.“

Екипът е силно обнадежден от факта, че присадените клетки в ретината оцеляват толкова дълго време и смята, че след десетина години технологията би могла да се използва в клиничната практика.