Studie viser en ny måte å reversere genetisk blindhet hos et pattedyr
Photoreceptors are celler i netthinnen (back of the eye) which when activated send signal to the hjerne. Cone photoreceptors are necessary for daytime vision, perception of colours and visual acuteness. These cones expire when eye diseases reach a later stage. Just like our brain cells, photoreceptors do not regenerate i.e. once they mature they stop dividing. So, destruction of these cells can diminish vision and sometimes even cause blindness. Researchers supported by National Eye Institute of the National Institutes of Health USA have successfully cured medfødt blindhet hos mus ved å omprogrammere støttende celler i netthinnen – kalt Müller glia – og konvertere dem til stavfotoreseptorer i deres studie publisert i Natur. Disse stengene er en type lysreseptorceller som vanligvis brukes til syn i lite lys, men de er også sett for å beskytte kjeglefotoseptorer. Forskere forsto at hvis disse stengene kan regenereres internt i øyet, er dette en mulig behandling for mange øyne sykdommer hvor hovedsakelig fotoreseptorer blir påvirket.
Det har lenge vært etablert at Müller glia har et sterkt regenerativt potensial i andre arter som sebrafisk som er en flott modellorganisme for forskning. Müller glia deler seg og regenererer som svar på skade på amfibieøyet hos sebrafisk. De omdannes også til fotoreseptorer og andre nevroner og erstatter skadede eller tapte nevroner. Derfor kan sebrafisk igjen se selv etter å ha fått en alvorlig skade i netthinnen. Derimot reparerer ikke pattedyrøyne seg selv på denne måten. Müller glia støtter og gir næring til omkringliggende celler, men de regenererer ikke nevroner i dette tempoet. Etter en skade gjenskapes bare et svært lite antall celler som kanskje ikke er helt nyttige. Når du utfører laboratorieeksperimenter, kan pattedyr Müller glia etterligne de i sebrafisk, men bare etter at det er gjort en skade på netthinnens vev, noe som ikke er tilrådelig, da det vil være kontraproduktivt. Forskere så etter en måte å omprogrammere pattedyr Müller glia til å bli en stavfotoreseptor uten å forårsake skade på netthinnen. Dette ville være som pattedyrets egen "selvreparasjonsmekanisme".
I det første trinnet med omprogrammering injiserte forskere museøyne med et gen som ville aktivere beta-catenin-protein som utløste Muller glia til å dele seg. I det andre trinnet som ble gjort etter flere uker, injiserte de faktorer som stimulerte de nylig delte cellene til å modnes til stavfotoreseptorer. De nydannede cellene ble deretter visuelt sporet ved hjelp av et mikroskop. Disse nye stav-fotoreseptorene som ble opprettet, var like i struktur som de ekte, og de kunne oppdage innkommende lys. I tillegg ble synaptiske strukturer eller nettverket også dannet slik at stenger kunne kobles sammen med andre celler inne i netthinnen for å videresende signaler til hjernen. For å teste funksjonaliteten til disse stavfotoreseptorene ble det gjort eksperimenter med mus som led av medfødt blindhet - mus født blinde som mangler stavfotoreseptorer som fungerer. Mens disse blinde musene hadde stenger og kjegler, var det de manglet to kritiske gener som tillater fotoreseptorer å overføre signaler. Stave-fotoreseptorene utviklet seg på lignende måte i blinde mus med lignende funksjon som i normale mus. Aktivitet ble sett i en del av hjernen som mottar visuelle signaler når disse musene ble eksponert for lys. Så nye stenger var koblet til for å kunne overføre meldinger til hjernen. Det må fortsatt analyseres om nye staver utvikler seg og fungerer som de skal i et sykt øye der netthinnens celler ikke kobles sammen eller samhandler ordentlig.
This approach is less invasive or damaging than other behandlinger available like inserting stem cells into retina for regeneration purpose and is a step forward for this field. Experiments are ongoing to assess if mice who were born blind regained the ability to perform visual tasks e.g. running through a maze. At this point it looks like mice perceived light but were not able to make out shapes. Researchers would want to test this technique on human retinal tissue. This study had advanced our efforts towards regenerative therapies for blindhet caused by genetic eye illnesses like retinitis pigmentosa, age-related diseases and injuries.
***
{Du kan lese den originale forskningsoppgaven ved å klikke på DOI-lenken nedenfor i listen over siterte kilder}
Source (s)
Yao K et al. 2018. Gjenoppretting av syn etter de novo genese av stavfotoreseptorer i pattedyrs netthinnen. Natur. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0425-3
***
