Российские и американские ученые впервые в мире вырастили и имплантировали клетки сетчатки

Сетчатка

Ученые Московского физико-технического института и Гарвардской медицинской школы впервые в мире вырастили из стволовых клеток и пересадили ганглионарные клетки сетчатки. Эти специализированные нервные клетки отвечают за передачу зрительной информации. Их повреждение при глаукоме становится причиной сужения полей зрения и необратимой слепоты. Исследование опубликовано в журнале Translational Vision Science and Technology

Что удалось сделать ученым

На начальном этапе выращивания стволовых клеток они могут случайно дифференцироваться (развиться) в разные ткани. Врачам приходится вручную отбирать нужные им клетки, а это занимает очень много времени. Ученые ускорили процесс с помощью робота. После выращивания тысяч образцов тканей, исследователи просканировали лунки, а анализ изображений и отбор клеток выполнил специально разработанный скрипт. 

Система отбирает образцы, содержащие особый белок – он продуцируется только развивающимися клетками сетчатой оболочки глаза. По интенсивности флуоресценции (свечения) программа определяет количество нужных клеток, развившихся в каждом органоиде.

Исследователи выяснили, что полуавтоматический метод выращивания тканей не ухудшает их качество. Их отбор с помощью программы требует в 4 раза меньше времени по сравнению ручным способом – 34 минуты вместо 2 часов.

Впоследствии ткани пересадили мышам, и они успешно прижились.

«Мы использовали мышей с глаукомой, высоким внутриглазным давлением и удаленными ганглионарами, – говорит Евгений Кегелес, младший научный сотрудник лаборатории геномной инженерии МФТИ. – Имплантация также производилась новорожденным мышам, чтобы проверить, лучше ли приживается биологический материал в молодом организме. У них приживляемость действительно была лучше. Новые ганглионары встроились в сетчатую оболочку и отрастили аксоны – длинные отростки, которые связали их с головным мозгом».

Исследователи уверены, что пересаженные ткани получали зрительные сигналы. Пока что не удалось выяснить, транслируются ли они в мозг. Ученые считают, что им потребуется около года, чтобы ответить на этот вопрос.

Значение исследования для мировой медицины

Ученые не просто впервые в мире вырастили и пересадили клетки сетчатки. Они разработали способ лечения заболеваний, которые приводят к необратимому ухудшению зрения и слепоте. Ожидается, что методика получит развитие и, в случае успеха, получит широкое применение в офтальмологии.

Клетки сетчатки мыши можно вырастить всего за 3 недели. На выращивание клеток человека требуется 2-4 месяца. Но человеку не требуется его собственная ткань. Глаз – иммунопривилегированный орган, поэтому отторжение трансплантата маловероятно даже при использовании донорского материала. Ученые планируют создать банк замороженных клеток. Их можно будет в любой момент имплантировать человеку с глаукомой, без многомесячного ожидания процедуры.

«Наше исследование помогло понять, могут ли пересаженные клетки приживаться не в здоровой, а в пораженной болезнью сетчатке, – говорит Джулия Освальд, научный сотрудник Института исследования глаза Шепенса, филиала Гарвардской медицинской школы. – Оказалось, что они выживают и сохраняются до 12 месяцев даже в условиях высокого внутриглазного давления и химической нейротоксичности».

Со слов Павла Волчкова, руководителя лаборатории геномной инженерии, это исследование доказало, что стволовые клетки полезны не только в теории, от них можно получить реальную практическую пользу. Он считает, что разработанный российскими и американскими учеными метод находится лишь в нескольких шагах от внедрения в медицинскую практику. Однако по приблизительным оценкам ученых, на преодоление этих шагов потребуется около 10 лет.

Новость подготовлена по материалам:

MIPT And Harvard Researchers Grow Stem Cells To Cure Glaucoma, Scienmag

Semi-Automated Approach for Retinal Tissue Differentiation, TVST

Ученые из МФТИ вырастили клетки сетчатки, встраивающиеся в глаза, МФТИ

Возможно вас заинтересует
Вакцина от рака
Канадские ученые разработали метод создания персонализированных противоопухолевых вакцин. Они использовали онколитические вирусы и антигены злокачественной опухоли.  
Простата на экране монитора
Разработан новый неинвазивный способ диагностики рака простаты по анализу мочи. Ожидается, что он позволит на треть уменьшить количество проводимых биопсий и предотвратит избыточное лечение.
Надпись рак, шприцы, капсулы и фонендоскоп
Влияние питания, физической активности, потребления алкоголя и индекса массы тела на риск развития колоректального рака и рака груди. Результаты исследования, проведенного в Великобритании.  
Контейнер с мочой в руке
  Испанские ученые используют наночастицы золота для ранней диагностики рака почек и мочевого пузыря по анализу мочи. Новый метод разработан в Университете Валенсия, Испания.  
Протонная терапия
В Дрездене (Германия) впервые в мире установят оборудование для протонной терапии под визуальным контролем. Для визуализации тканей в режиме реального времени используют МРТ.