Прорыв в защите клеток зрения: найдены соединения, сохраняющие способность видеть лица и цвета

Органоид человеческой сетчатки. Фоторецепторы помечены зелёным, светочувствительный отдел — красным. Ядра клеток органоида — синим. Авторские права: © IOB, все права защищены.

Исследовательская группа под руководством Ботонда Роски из Института молекулярной и клинической офтальмологии Базеля (IOB) совместно с коллегами обнаружила генетические пути и соединения, способные защитить колбочковые фоторецепторы. Эти клетки повреждаются при таких заболеваниях, как возрастная макулярная дегенерация — ведущая причина потери зрения.

Колбочковые фоторецепторы сконцентрированы в макуле и необходимы для чтения, распознавания лиц и восприятия цвета. Когда эти клетки погибают, что происходит при многих наследственных заболеваниях сетчатки и макулодистрофии, центральное зрение утрачивается. Несмотря на десятилетия научных усилий, одобренных методов лечения, способных остановить этот процесс, не существует. Данное исследование, возглавляемое первыми авторами Стефаном Шпиригом, Альваро Эрреро Наварро и их коллегами, направлено на решение этой проблемы с использованием экспериментальной системы на основе человеческих тканей.

Крупномасштабный скрининг соединений на моделях человеческой сетчатки

Для поиска потенциальных методов лечения учёные протестировали более 2700 соединений на 20 000 человеческих ретинальных органоидах. Результаты выявили как многообещающие направления, так и важные проблемы безопасности:

• Некоторые классы соединений повреждали клетки-колбочки, что указывает на потенциальные риски.
• Было обнаружено несколько молекул, защищающих колбочковые фоторецепторы от дегенерации.
• Блокировка казеинкиназы 1 оказалась ключевой защитной стратегией.

Учёные селективно пометили колбочковые фоторецепторы, чтобы отслеживать их реакцию с течением времени в контролируемых стрессовых условиях, имитирующих болезнь. Эта установка позволила систематически оценивать соединения с известными молекулярными мишенями.

Ключевой защитный механизм подтверждён

Анализ выявил устойчивые закономерности. Два ингибитора киназы неоднократно демонстрировали сильный защитный эффект, помогая клеткам-колбочкам выживать в течение длительного времени. Эти преимущества наблюдались при различных стрессовых условиях и были подтверждены также на мышиной модели дегенерации сетчатки, что позволяет предположить более широкую применимость полученных данных.

Помимо выявления защитных путей, команда опубликовала подробный набор данных, охватывающий все протестированные соединения, их молекулярные мишени и их влияние на выживаемость колбочек в человеческой ткани. Ожидается, что этот ресурс поддержит разработку терапий, направленных на сохранение центрального зрения, и поможет исследователям более системно оценивать потенциальную токсичность для сетчатки.

На шаг ближе к предотвращению потери зрения

Комбинируя биологию сетчатки, технологию органоидов и крупномасштабный скрининг соединений, это исследование закладывает прочную основу для будущих методов лечения. Оно приближает достижение давней цели офтальмологии: защитить клетки, которые делают зрение возможным.

Интересный факт: Органоиды сетчатки — это трёхмерные структуры, выращенные в лаборатории из стволовых клеток, которые имитируют строение и функции настоящей сетчатки человека. Они стали революционным инструментом для изучения болезней глаз и тестирования лекарств, позволяя обойтись без экспериментов на живых пациентах и получая более релевантные данные, чем при использовании животных моделей.

Источники: sciencedaily.com
Материалы предоставлены Институтом молекулярной и клинической офтальмологии Базеля.