Исследователи обнаруживают стволовые клетки зрительного нерва, которые сохраняют зрение

Исследователи из Медицинского факультета Университета Мэриленда (UMSOM) впервые определили стволовые клетки в области зрительного нерва, которые передают сигналы от глаза к мозгу. Результаты, опубликованные на этой неделе в журнале Proceedings Национальной академии наук (PNAS), представляют новую теорию о том, почему может развиваться наиболее распространенная форма глаукомы, и предоставляют новые потенциальные способы лечения ведущей причины слепоты у взрослых американцев.

«Мы считаем, что эти клетки, называемые нервными клетками-предшественниками, присутствуют в ткани зрительного нерва при рождении и остаются на протяжении десятилетий, помогая питать нервные волокна, которые формируют зрительный нерв», – сказал руководитель исследования Стивен Бернштейн, доктор медицинских наук, профессор и Заместитель заведующего кафедрой офтальмологии и визуальных наук медицинского факультета Университета Мэриленда. «Без этих клеток волокна могут потерять свою устойчивость к стрессу и начать разрушаться, вызывая повреждение зрительного нерва, что в конечном итоге может привести к глаукоме».

Сканер глаза может обнаружить молекулярное старение

Исследование финансировалось Национальным институтом глаз Национального института здравоохранения (NEI), и ряд выдающихся исследователей выступили соавторами исследования.

Более 3 миллионов американцев имеют глаукому, которая возникает в результате повреждения зрительного нерва, вызывая слепоту у 120 000 пациентов в США. Это повреждение нерва обычно связано с повышенным давлением в глазу из-за накопления жидкости, которая не истощает должным образом. В области зрения пациента могут появиться слепые пятна, которые со временем постепенно расширяются.

«Это первый случай, когда нервные клетки-предшественники были обнаружены в зрительном нерве. Без этих клеток нерв не сможет восстановить себя от повреждения, вызванного глаукомой или другими условиями. Это может привести к постоянной потере зрения и инвалидности», – сказал он. Доктор Бернштейн. «Присутствие нервных стволовых клеток / клеток-предшественников открывает двери для новых методов лечения повреждения зрительного нерва, что является очень интересной новостью».

Чтобы сделать научное открытие, доктор Бернштейн и его команда исследовали узкую полосу ткани, называемую пластинкой зрительного нерва. Ширина менее 1 миллиметра, пластинка лежит между светочувствительной тканью сетчатки в задней части глаза и зрительным нервом. Длинные волокна нервных клеток простираются от сетчатки через пластину в зрительный нерв. Исследователи обнаружили, что клетки-предшественники пластинки могут быть ответственны за изоляцию волокон сразу после того, как они покидают глаз, поддерживая связи между нервными клетками на пути к мозгу.

Стволовые клетки в нише пластинки покрывают эти нейроны факторами роста, а также способствуют формированию изолирующей оболочки. Исследователи смогли подтвердить присутствие этих стволовых клеток с помощью антител и генетически модифицированных животных, которые идентифицировали специфические белковые маркеры на нейрональных стволовых клетках.

«Для успешного выращивания клеток-предшественников пластинки в культуре потребовалось 52 испытания, – сказал доктор Бернштейн, – так что это был сложный процесс». Доктор Бернштейн и его сотрудники должны были определить правильное сочетание факторов роста и других условий культивирования клеток, которые были бы наиболее благоприятными для роста и размножения стволовых клеток. В конце концов исследовательская группа обнаружила, что стволовые клетки могут быть дифференцированы в несколько различных типов нервных клеток. К ним относятся нейроны и глиальные клетки, которые, как известно, важны для восстановления клеток и замены клеток в различных областях мозга.

Это открытие может оказаться переломным для лечения заболеваний глаз, которые влияют на зрительный нерв. Доктор Бернштейн и его исследовательская группа планируют использовать генетически модифицированных мышей, чтобы увидеть, как истощение клеток-предшественников пластинки пластинки способствует развитию таких заболеваний, как глаукома, и предотвращает восстановление.

Дальнейшие исследования необходимы для изучения механизмов восстановления нейронных предшественников. «Если мы сможем определить критические факторы роста, которые выделяют эти клетки, они могут быть потенциально полезны в качестве коктейля для замедления прогрессирования глаукомы и других возрастных нарушений зрения». Доктор Бернштейн добавил.

Работа выполнена при поддержке гранта NEI RO1EY015304 и совместного гранта инструментов Национального института здравоохранения 1S10RR26870-1.

«Это захватывающее открытие может привести к огромным изменениям в области возрастных заболеваний, которые вызывают потерю зрения», – сказал Э. Альберт Рис, доктор медицинских наук, магистр делового администрирования, исполнительный вице-президент по медицинским вопросам, UM Baltimore и John Z. Акико К. Бауэрс, заслуженный профессор и декан Медицинского факультета Университета Мэриленда. «Новые варианты лечения крайне необходимы для миллионов пациентов, чье зрение сильно страдает от глаукомы, и я думаю, что это исследование даст им новую надежду».


Источник истории:

Материалы предоставлены Медицинским факультетом Университета Мэриленда . Примечание: содержимое может быть отредактировано по стилю и длине.


Ссылка на журнал :

  1. С. Л. Бернштейн, Ю. Го, К. Керр, Р. Дж. Фосетт, Дж. Х. Стерн, С. Темпл, З. Мехрабиан. Область пластинки зрительного нерва является нишей нейрональных клеток-предшественников . Известия Национальной академии наук , 2020; 202001858 DOI: 10.1073 / pnas.2001858117