Исследователи из Медицинской школы Университета Мэриленда (UMSOM) впервые идентифицировали стволовые клетки в области зрительного нерва, который передает сигналы от глаза к мозгу. Открытие, опубликованное на этой неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), представляет новую теорию о том, почему может развиваться наиболее распространенная форма глаукомы, и предлагает новые потенциальные способы лечения основной причины слепоты у взрослых американцев.
"Мы считаем, что эти клетки, называемые нейральными клетками-предшественниками, присутствуют в ткани зрительного нерва при рождении и остаются в течение десятилетий, помогая питать нервные волокна, которые образуют зрительный нерв," сказал руководитель исследования Стивен Бернштейн, доктор медицинских наук,.D., Профессор и заместитель заведующего кафедрой офтальмологии и визуальных наук Медицинской школы Университета Мэриленда. "Без этих клеток волокна могут потерять устойчивость к стрессу и начать разрушаться, вызывая повреждение зрительного нерва, что в конечном итоге может привести к глаукоме."
Исследование финансировалось Национальным институтом глаз при Национальном институте здравоохранения (NEI), и ряд выдающихся исследователей выступили соавторами исследования.
Более 3 миллионов американцев страдают глаукомой, которая возникает в результате повреждения зрительного нерва, вызывающего слепоту у 120 000 человек.S. пациенты. Это повреждение нервов обычно связано с повышенным давлением в глазу из-за скопления жидкости, которая не отводится должным образом. В поле зрения пациента могут образовываться слепые пятна, которые со временем постепенно расширяются.
"Это первый случай, когда клетки-предшественники нейронов были обнаружены в зрительном нерве. Без этих клеток нерв не может восстанавливаться после повреждений, вызванных глаукомой или другими состояниями. Это может привести к необратимой потере зрения и инвалидности," сказал доктор. Бернштейн. "Присутствие нервных стволовых клеток / клеток-предшественников открывает двери для новых методов лечения повреждений зрительного нерва, что является очень интересной новостью."
Чтобы сделать открытие, доктор. Бернштейн и его команда исследовали узкую полосу ткани, называемую пластинкой зрительного нерва. Пластинка шириной менее 1 миллиметра расположена между светочувствительной тканью сетчатки в задней части глаза и зрительным нервом. Длинные волокна нервных клеток проходят от сетчатки через пластинку к зрительному нерву. Исследователи обнаружили, что клетки-предшественники пластинки могут отвечать за изоляцию волокон сразу после того, как они покидают глаз, поддерживая связи между нервными клетками на пути к мозгу.
Стволовые клетки в нише ламины омывают эти отростки нейронов факторами роста, а также способствуют формированию изолирующей оболочки. Исследователи смогли подтвердить наличие 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. Бернштейну и его сотрудникам нужно было определить правильное сочетание факторов роста и других условий культивирования клеток, которые будут наиболее благоприятными для роста и репликации стволовых клеток. В конце концов исследовательская группа обнаружила, что стволовые клетки можно уговорить дифференцироваться в несколько разных типов нервных клеток. К ним относятся нейроны и глиальные клетки, которые, как известно, важны для восстановления и замены клеток в различных областях мозга.
Это открытие может оказаться переломным в лечении глазных заболеваний, поражающих зрительный нерв. Доктор. Бернштейн и его исследовательская группа планируют использовать генетически модифицированных мышей, чтобы увидеть, как истощение клеток-предшественников пластинки способствует развитию таких заболеваний, как глаукома, и предотвращает восстановление.
Необходимы дальнейшие исследования для изучения механизмов восстановления нейральных 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.
"Это захватывающее открытие может привести к коренным изменениям в области возрастных заболеваний, вызывающих потерю зрения," сказал E. Альберт Рис, MD, Ph.D., MBA, исполнительный вице-президент по медицинским вопросам, UM Baltimore, и John Z. и Акико К. Заслуженный профессор и декан Медицинского факультета Мэрилендского университета Бауэрса. "Новые варианты лечения отчаянно необходимы миллионам пациентов, чье зрение серьезно пострадало от глаукомы, и я думаю, что это исследование даст им новую надежду."