Как сохраняется ночное зрение при дегенеративном заболевании сетчатки

Новое понимание того, как люди с дегенеративным заболеванием сетчатки могут поддерживать свое ночное зрение в течение относительно длительного периода времени, было опубликовано сегодня в журнале eLife с открытым доступом .

Исследование на мышах предполагает, что нейроны второго порядка в сетчатке, которые передают зрительные сигналы ганглиозным клеткам сетчатки, которые проецируются в мозг, сохраняют свою активность в ответ на дегенерацию фоторецепторов, чтобы противостоять ухудшению зрения – процесс, известный как гомеостатическая пластичность. Стержневые фоторецепторы – это клетки, отвечающие за наиболее чувствительные аспекты нашего зрения, позволяющие нам видеть ночью, но могут быть потеряны во время дегенеративного заболевания сетчатки.

Новые результаты открывают путь для дальнейших исследований, чтобы понять, как наши глаза и другие сенсорные системы реагируют и адаптируются к потенциально опасным изменениям на протяжении всей жизни.

«Ранее было замечено, что нейрональная пластичность внутренней сетчатки возникает в ответ на дегенерацию фоторецепторов, но этот процесс в основном считался неадаптивным, а не гомеостатическим по своей природе», – объясняет соавтор исследования Анри Лейнонен, научный сотрудник Калифорнийского университета. , Ирвин, США. «Наше исследование было проведено на относительно ранней стадии прогрессирования заболевания, в то время как большинство предыдущих исследований было сосредоточено на тяжелых стадиях заболевания, которые могут объяснить расхождение. Совсем недавно несколько исследований с использованием моделей триггерной потери фоторецепторов показали адаптивные реакции в биполярных клетках – клетки, которые соединяют внешнюю и внутреннюю сетчатку. Но происходит ли такая адаптация во время прогрессирующего дегенеративного заболевания фоторецепторов и помогает ли она поддерживать зрительное поведение, было неизвестно ».

Чтобы ответить на этот вопрос, Лейнонен и его коллеги изучили модель пигментного ретинита на мышах. Это название группы родственных генетических заболеваний, вызванных мутацией P23H в родопсине, белке, который позволяет нам видеть в условиях низкой освещенности. Пигментный ретинит вызывает разрушение и потерю палочковидных фоторецепторных клеток в сетчатке, что приводит к проблемам со зрением в ночное время.

Команда объединила целую РНК-секвенирование сетчатки, электрофизиологию и поведенческие эксперименты как на здоровых мышах, так и на мышах с пигментным ретинитом по мере прогрессирования заболевания. Их эксперименты показали, что дегенерация палочковых фоторецепторов запускает геномные изменения, которые включают устойчивые компенсаторные молекулярные изменения в сетчатке и усиление электрических сигналов между палочковыми фоторецепторами и палочковыми биполярными клетками. Эти изменения были связаны с хорошим поведенческим ночным зрением, несмотря на потерю более половины палочковых фоторецепторных клеток у мышей с пигментным ретинитом.

«Этот механизм может объяснить, почему пациенты с наследственными заболеваниями сетчатки могут сохранять нормальное зрение до тех пор, пока болезнь не достигнет относительно продвинутой стадии», – говорит соавтор исследования Нгуен Фам, научный сотрудник Глазного центра Джона А. Морана при Университете здравоохранения штата Юта. , Солт-Лейк-Сити, США. «Это также может вдохновить на создание новых стратегий лечения болезней, ведущих к слепоте».

«Наши результаты предполагают, что адаптация сетчатки является движущей силой устойчивой зрительной функции при дегенеративном заболевании фоторецепторов», – заключает старший автор Франс Винберг, доктор философии, доцент Центра зрения Джона А. Морана при Университете здравоохранения штата Юта. «В настоящее время необходимы дополнительные исследования, чтобы обнаружить точные механизмы гомеостатической пластичности, которые способствуют передаче сигналов и зрительной функции клеток. Это могло бы помочь при разработке потенциальных новых вмешательств для повышения гомеостатической пластичности, когда это необходимо».


Источник истории:

Материалы предоставлены eLife . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.


Ссылка на журнал :

  1. Анри Лейнонен, Нгуен С. Фам, Тейлор Бойд, Йоханес Сантосо, Кшиштоф Пальчевски, Франс Винберг. Гомеостатическая пластичность сетчатки связана с поддержанием ночного зрения во время дегенеративного заболевания сетчатки . eLife , 2020; 9 DOI: 10.7554 / eLife.59422