В лечении глаукомы помогут биотехнологии

Большая группа заболеваний глаз, объединенных понятием «глаукома», сопровождается постоянным или периодическим повышением внутриглазного давления, которое приводит к образованию дефектов в полях зрения и отмиранию зрительного нерва в дальнейшем. На поздних стадиях глаукома зачастую становится причиной полной необратимой потери зрения.

В настоящее время в борьбе с ней упор делается на регулярное применение глазных капель, снижающих внутриглазное давление. Этот метод далек от совершенства, поскольку многие препараты вызывают побочные эффекты или действуют недостаточно эффективно. Порой пациент продолжает применять их, не подозревая о том, что в глазу продолжаются патологические изменения.

Чтобы устранить их или значительно замедлить прогрессирование болезни, ученые решили прибегнуть к помощи биотехнологий, а именно – генной и клеточной инженерии. Сотрудники Гарвардского университета взяли за основу исследований тот факт, что активация некоторых генов позволяет достичь омоложения органов зрения. Они провели эксперимент на грызунах, попытавшись активировать нужные гены при помощи ретровируса.

Вирус проникал в клетки и воздействовал на их геном. В результате гены-мишени активировались, нервные клетки сетчатки формировали новые окончания и восстанавливали связи друг с другом, а также соединялись со зрительным нервом. В итоге повреждения, вызванные глаукомой, устранялись, и зрение восстанавливалось.

Возможно, данный метод хорошо зарекомендует себя на сравнительно ранних стадиях болезни. А при более обширном повреждении клетчатки ученые возлагают надежду на стволовые клетки. Проблема их применения в данном случае связана с тем, что сетчатка состоит из особого вида нервных клеток (ганглиозных нейронов). Они отвечают за передачу визуальной информации и, как правило, в первую очередь повреждаются при глаукоме.

Сотрудники Гарвардского университета и Московского физико-технического института использовали специальные органоиды, чтобы вырастить ганглиозные нейроны в чашках Петри. Эксперимент проводился на клетках мышей. На выращивание нейронов из стволовых клеток ушло три недели.

Затем исследователи пересадили искусственно созданные клетки в сетчатку лабораторных животных. Им удалось достичь полной интеграции трансплантатов, независимо от того, каким был возраст донора стволовых клеток, и какое место в сетчатке было использовано для введения искусственно выращенных нейронов. Пересаженные клетки успешно функционировали на протяжении одного года, после чего ученые повторно выделили их, чтобы проанализировать состояние.

Этот эксперимент стал первым в своем роде. Он показал, что:

• из стволовых клеток можно вырастить полноценные ганглиозные нейроны (предполагается, что срок выращивания клеток человека составит от пятидесяти до ста дней);
• трансплантированные донорские клетки могут выжить в патологически измененной среде, то есть внутри глаза, пораженного глаукомой.

Осталось только найти безопасные способы вживления донорского материала и наиболее рациональные способы его выращивания.

Один из способов внедрения донорских клеток предложила группа исследователей из Университета Висконсин-Мэдисон (США). В результате долгой и кропотливой работы им удалось создать клеточные «пластыри», которые можно использовать для восстановления поврежденных участков клетчатки. Пластырь представляет собой искусственно синтезированные фоторецепторы глаза, закрепленные на особом каркасе. После введения в глаз каркас постепенно растворяется, а новые клетки приходят на смену погибшим.

Таким образом, биоинженерия предлагает множество способов решения проблем, которые долгие годы казались неразрешимыми. Вполне вероятно, что в будущем с ее помощью многие люди смогут сохранить или вернуть утраченное зрение.