Миллионы американцев постепенно теряют зрение из-за разрушения клеток в их глазах, но новая терапия, разработанная исследователями из Калифорнийского университета в Беркли, может помочь продлить полезное зрение и отсрочить полную слепоту.
Лечение – с использованием лекарств или генной терапии – работает за счет уменьшения шума, создаваемого нервными клетками глаза, который может мешать зрению во многом так же, как шум в ушах мешает слуху. Нейробиологи Калифорнийского университета в Беркли уже показали, что этот подход улучшает зрение у мышей с генетическим заболеванием, пигментным ретинитом, которое медленно оставляет их слепыми.
Уменьшение этого шума должно сделать изображения более четкими для людей с пигментным ретинитом и другими типами дегенерации сетчатки, включая наиболее распространенную форму – возрастную дегенерацию желтого пятна.
"Это не лекарство от этих болезней, а лечение, которое может помочь людям лучше видеть. Это не вернет умершие фоторецепторы, но, возможно, даст людям дополнительные несколько лет полезного зрения с теми, которые остались," сказал нейробиолог Ричард Крамер, профессор молекулярной и клеточной биологии Калифорнийского университета в Беркли. "Это заставляет сетчатку работать настолько хорошо, насколько это возможно, учитывая то, с чем ей приходится работать. Возможно, вы сделали бы слабое зрение не таким низким."
По его словам, лаборатория Крамера тестирует уже существующие лекарственные препараты, хотя никто не подозревал, что эти препараты могут улучшить слабое зрение. Он ожидает, что новое открытие отправит разработчиков лекарств обратно на полку для повторного тестирования этих лекарств, которые мешают клеточным рецепторам ретиноевой кислоты. Многие такие кандидаты в лекарства были созданы фармацевтическими компаниями в безуспешной надежде, что они замедлят развитие рака.
"Возникло много ажиотажа по поводу новых технологий, которые решают проблемы слепоты на конечной стадии, после того, как все фоторецепторы потеряны, но количество людей, которые являются кандидатами на такие героические меры, относительно невелико," Крамер сказал. "Гораздо больше людей с ослабленным зрением – людей, которые потеряли большую часть, но не все свои фоторецепторы. Они больше не могут водить, возможно, они не могут читать или узнавать лица, все, что у них осталось, – это размытое восприятие мира. Наши эксперименты представляют новую стратегию улучшения зрения у этих людей."
Крамер и его коллеги из Калифорнийского университета в Беркли сообщили о своих результатах на этой неделе в журнале Neuron.
‘Звон в глазах’
В течение многих лет исследователи знали, что ганглиозные клетки сетчатки, клетки, которые напрямую связаны с центром зрения в головном мозге, генерируют много статического электричества, поскольку светочувствительные клетки – фоторецепторы – начинают умирать. Это происходит при унаследованных заболеваниях, таких как пигментный ретинит, которым страдает примерно один из 4000 человек во всем мире, но это также может происходить в гораздо большей группе пожилых людей с возрастной дегенерацией желтого пятна, заболеванием, которое поражает критически важную часть сетчатки. для точного зрения. Острые края изображения тонут в статике, и мозг не может интерпретировать увиденное.
Крамер сосредоточился на роли ретиноевой кислоты после того, как услышал, что она связана с другими изменениями глаз, вызванными дегенерацией сетчатки. Умирающие фоторецепторы – палочки, чувствительные к тусклому свету, и колбочки, необходимые для цветового зрения, – заполнены белками, называемыми опсинами. Каждый опсин соединяется с молекулой ретинальдегида, образуя светочувствительный белок, называемый родопсином.
"В сетчатке человека 100 миллионов стержней, и каждый стержень имеет 100 миллионов таких сенсоров, каждый из которых связывает ретинальдегид," он сказал. "Когда вы начинаете терять все эти стержни, весь этот ретинальдегид теперь свободно доступен, чтобы его можно было превратить в другие продукты, включая ретиноевую кислоту."
Крамер и его команда обнаружили, что ретиноидная кислота, хорошо известная как сигнал для роста и развития эмбрионов, заполняет сетчатку, стимулируя ганглиозные клетки сетчатки производить больше рецепторов ретиноевой кислоты. Именно эти рецепторы делают ганглиозные клетки гиперактивными, создавая постоянный гул активности, который погружает визуальную сцену и не позволяет мозгу выделять сигнал из шума.
"Когда мы подавляем рецептор ретиноевой кислоты, мы обращаем процесс вспять и отключаем гиперактивность. Люди, которые теряют слух, часто слышат шум в ушах или звон в ушах, что только усугубляет ситуацию. Наши результаты показывают, что ретиноевая кислота делает нечто подобное при дегенерации сетчатки – по сути вызывая «звон в глазах»" Крамер сказал. "Ингибируя рецептор ретиноевой кислоты, мы можем уменьшить шум и демаскировать сигнал."
Исследователи искали препараты, которые, как известно, блокируют рецептор, и показали, что обработанные мыши могут лучше видеть, ведя себя так же, как мыши с нормальным зрением. Они также попробовали генную терапию, вставив в ганглиозные клетки ген дефектного рецептора ретиноевой кислоты. При экспрессии дефектный рецептор вытесняет нормальный рецептор в клетках и подавляет их гиперактивность. Мыши, получавшие генную терапию, также вели себя больше как нормальные зрячие мыши.
Текущие эксперименты показывают, что мозг тоже по-разному реагирует на блокировку рецептора, показывая активность, близкую к нормальной.
В то время как Крамер продолжает эксперименты, чтобы определить, как ретиноевая кислота заставляет ганглиозные клетки становиться гиперактивными и насколько эффективны ингибиторы на различных стадиях дегенерации сетчатки, он надеется, что исследовательское сообщество присоединится к усилиям по перепрофилированию лекарств, первоначально разработанных для лечения рака, в методы лечения для улучшения человеческое зрение.