Исследователи из Монреальского университета под руководством профессора Жильберта Бернье доказали, что трансплантация ретинальных листков, полученных из стволовых клеток, способна восстановить зрение у слепых минипигов. Результаты работы, опубликованные в журнале Development, знаменуют собой важный шаг на пути к разработке терапии дегенеративных заболеваний сетчатки.

Получение ретинальных листков из стволовых клеток

Команде профессора Бернье удалось разработать метод перепрограммирования человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (hiPSCs) в структурированные листки клеток сетчатки. Эти стволовые клетки, полученные путем перепрограммирования зрелых соматических клеток, обладают уникальной способностью дифференцироваться в любой тип клеток организма.

Исследователи сфокусировались на создании «ретинальных листков», обогащенных незрелыми колбочковыми фоторецепторами. Данные колбочковые клетки, критически важные для цветового зрения и острого центрального зрения, созревали в лабораторных культурах, имитируя естественную структуру сетчатки.

Трансплантация ретинальных листков минипигам

После успешного культивирования ретинальных листков in vitro следующей задачей стала трансплантация. Моделью послужили минипиги: размер и вес их глаз сопоставимы с человеческими, что позволило ретинальным хирургам отработать процедуры, максимально приближенные к потенциальным клиническим вмешательствам у людей.

После трансплантации ретинальные трансплантаты интегрировались в поврежденную ткань сетчатки минипигов. У животных зафиксировали признаки восстановления зрения. Наблюдалось формирование новых нейральных связей между пересаженными фоторецепторными клетками и клетками хозяина. Кроме того, при воздействии света в зоне трансплантата регистрировалась нейрональная активность, что свидетельствует о функциональном улучшении зрения.

Решение проблем ретинальной регенерации

В связи с острой потребностью в эффективных методах лечения потери зрения ученые по всему миру исследуют различные подходы к репарации поврежденной макулы. «Некоторые подходы используют диссоциированные фоторецепторные клетки, другие создают микрохирургически диссектированные ретинальные органоиды — выращенные в чашке Петри „мини-органы“», — поясняет профессор Бернье. Однако метод его команды дает явное преимущество: он позволяет спонтанно формировать плоскую ретинальную ткань, которая предварительно организована и поляризована, что по структуре близко к эмбриональной сетчатке человека. Данный метод также дает возможность генерировать большие объемы ретинальной ткани для трансплантации.

Хирургические ограничения и перспективы

Одна из ключевых проблем подхода — обеспечение точного размещения и правильной ориентации трансплантатов во время операции. Макула — критическая зона для центрального зрения — имеет диаметр всего около 4 мм (примерно с рисовое зерно). «Правильная ориентация, размещение и стабилизация трансплантата в сетчатке остаются серьезной хирургической задачей», — отмечает профессор Бернье. Для улучшения результатов трансплантации команда разрабатывает и валидирует экспериментальное устройство для ретинальной хирургии, оптимизирующее размещение и стабильность трансплантатов.

Шаг вперед в лечении дегенеративных заболеваний сетчатки

Несмотря на существующие трудности, данное исследование подтверждает потенциал трансплантации ретинальных листков как перспективной стратегии лечения дегенеративных состояний сетчатки. Полученные результаты открывают путь к будущим достижениям в области терапии на основе стволовых клеток, давая надежду людям, страдающим от потери зрения.

Источник: Andrea Barabino et al, Molecular characterization and sub-retinal transplantation of hypoimmunogenic human retinal sheets in a minipig model of severe photoreceptor degeneration, Development (2024). DOI: 10.1242/dev.203071