Обнаруженные в сетчатке человек стволовые клетки могут помочь в лечении слепоты

Ученые утверждают, что обнаружили долгожданную популяцию стволовых клеток в сетчатке человеческих плодов, которую можно использовать для разработки методов лечения одной из основных причин слепоты. Использование фетальной ткани, являющееся источником этических дебатов и противоречий в некоторых странах, вероятно, не будет необходимым для возможной терапии: Трансплантация аналогичных человеческих клеток, полученных в лабораторных условиях, в глаза мышей с заболеванием сетчатки защитила зрение животных, пишет группа ученых в статье, опубликованной в журнале Science Translational Medicine.

«Я рассматриваю это как потенциально очень интересное достижение в этой области, где нам действительно необходимо регенеративное лечение заболеваний сетчатки», — говорит Андерс Кванта, специалист по сетчатке из Каролинского института, который не принимал участия в работе. Он и другие отмечают, что необходимо больше доказательств, чтобы показать терапевтическую полезность недавно описанных клеток.

Сетчатка, слой светочувствительной ткани в задней части глаза, может дегенерировать с возрастом или из-за наследственного заболевания, такого как пигментный ретинит, редкое заболевание, которое вызывает постепенное разрушение клеток сетчатки. Сотни миллионов людей во всем мире страдают от дегенерации сетчатки, и многие из них в результате теряют зрение или слепнут. Большинство форм не поддаются лечению.

Ученые давно видели потенциальное решение в стволовых клетках, которые могут регенерировать и восстанавливать поврежденные ткани. Несколько ранних клинических испытаний уже оценивают безопасность и эффективность трансплантации стволовых клеток, полученных из клеточных линий, созданных, например, из человеческих эмбрионов, или взрослых человеческих клеток, которые были перепрограммированы в стволоподобное состояние. Другие подходы включают трансплантацию так называемых ретинальных прогениторных клеток (RPC) — незрелых клеток, которые дают начало фоторецепторам и другим видам ретинальных клеток — из абортированных человеческих плодов.

Некоторые исследователи утверждают, что другой тип клеток, иногда называемый ретинальными стволовыми клетками (RSC), также может лечить дегенерацию сетчатки. Длительная продолжительность жизни этих клеток и их способность проходить многочисленные клеточные деления могут сделать их лучшими кандидатами для регенерации поврежденной ткани, чем RPC. RSC были обнаружены в глазах данио-рерио и некоторых других позвоночных, но доказательства их существования у млекопитающих были спорными. Сообщения об их открытии у взрослых мышей в начале 2000-х годов были позже опровергнуты.

С тех пор методы идентификации отдельных типов клеток в таких деликатных тканях, как сетчатка, улучшились, отмечает биомедицинский исследователь Цзяньчжун Су, соавтор новой статьи и биомедицинский исследователь из Медицинского университета Вэньчжоу. В новой работе он и его коллеги точно измерили экспрессию генов отдельных клеток в образцах глаз от плодов, пожертвованных после прерванной беременности. Они обнаружили особую популяцию клеток, которые отличались от ранее описанных RPC, и при выращивании в чашке Петри могли быстро размножаться и развиваться в различные другие ретинальные клетки. Команда назвала их человеческими нейральными ретинальными стволовыми клетками (hNRSC).

Команда также исследовала, можно ли производить hNRSC без использования фетальной ткани. В Китае не было таких же спорных дебатов о медицинском использовании фетальной ткани, как в Соединенных Штатах и некоторых других странах — например, администрация президента Дональда Трампа запретила исследования с использованием клеток абортированных плодов, — но такая ткань остается редким и этически чувствительным ресурсом.

Исследователи изучали человеческие ретинальные органоиды, крошечные шарики клеток, полученные из эмбриональных клеточных линий, которые развиваются в 3D сетчаткоподобные структуры в чашке Петри. Конечно же, в этих органоидах были клетки, чья экспрессия генов была очень похожа на экспрессию hNRSC. При трансплантации в глаза мышей с состоянием, напоминающим пигментный ретинит, эти человеческие клетки генерировали RPC и другие типы клеток в сетчатке в течение примерно 4 месяцев, обнаружила команда. Более того, мыши, которым сделали трансплантацию, показали лучшие результаты в тесте на зрение в виртуальной реальности, чем мыши, которым сделали фиктивную процедуру, что говорит о том, что их дегенерация сетчатки уменьшилась.

Майлинда Лако, ученый, изучающий стволовые клетки в Университете Ньюкасла, говорит, что результаты разрешают более ранние дебаты в этой области, показывая, что ретинальные стволовые клетки существуют у людей, по крайней мере на ранних стадиях развития. Она предполагает, что работа имеет «значительные последствия для регенеративной медицины и клеточной терапии дегенеративных заболеваний сетчатки».

Но некоторые исследователи остаются скептиками. Майкл Дайер, нейробиолог развития в Детской исследовательской больнице Св. Иуды, чьи исследования противоречили ранним сообщениям о стволовых клетках сетчатки у мышей и который также указал на недостатки в нескольких исследованиях по трансплантации сетчатки, говорит, что ему нужно увидеть больше доказательств того, что hNRSC отличаются от RPC. Будущие исследования также должны будут подтвердить, что hNRSC «на самом деле интегрируют и функционально восстанавливают зрение в мышиных моделях дегенерации сетчатки».

Су утверждает, что его команда предоставила обширные доказательства того, что hNRSC действительно являются стволовыми клетками. И он говорит, что они могли бы стать хорошей альтернативой экспериментальным клеточным методам лечения, которые в настоящее время изучаются для лечения дегенерации сетчатки: они лучше самообновляются, чем RPC, и проще создавать органоидные версии, чем перепрограммировать зрелые клетки в стволоподобное состояние.

Кванта согласен, что hNRSCs могут иметь некоторые терапевтические преимущества. Например, они могут быть менее склонны, чем некоторые клеточные терапии, полученные из перепрограммированных взрослых клеток, образовывать опухоли, хотя риск считается низким для любой из этих стратегий. Тем не менее, необходимы исследования, сравнивающие подходы, чтобы определить, какой из них лучше, говорит он.

Су и его коллеги сейчас работают над улучшением методов выращивания и трансплантации hNRSCs и тестируют их эффекты на более крупных животных, таких как обезьяны. Такая работа, по его словам, обеспечивает «важнейший мост к будущим клиническим испытаниям».