Ученые научились выращивать сетчатку в пробирке

В Федеральном научно-клиническом центре физико-химической медицины (ФНКЦ ФХМ) — подразделении Федерального медико-биологического агентства (ФМБА) — научились выращивать сетчатку глаза из перепрограммированных клеток. Разработка позволит лечить пациентов, теряющих зрение, например, из-за макуладистрофии.

Первую трансплантацию в рамках клинических испытаний собираются произвести в 2017 году. Следующая задача ученых ФХМ — научиться с помощью новых клеточных технологий лечить болезнь Паркинсона.

«Перепрограммирование клеток — достаточно новое явление в науке, — рассказал „Известиям“ генеральный директор ФНКЦ ФХМ Вадим Говорун.

— Открытие принадлежит профессору Университета Киото Синье Яманаке (в 2012 году ученый был удостоен за него Нобелевской премии). Яманака обнаружил уникальную способность клеток человека той или иной ткани, например фибробластов или кожного эпителия, перепрограммироваться в эмбриональное состояние. Из таких недифференцированных (плюрипотентных) стволовых клеток можно вырастить практически любую ткань.

Например, из фибробластов кожи можно вырастить сетчатку глаза. Такая операция позволит лечить, например, пациентов, теряющих зрение из-за макулодистрофии — заболевания, являющегося одной из самых частых причин слепоты у людей старше 55 лет.»

В Лаборатории клеточной биологии «Известиям» пояснили, что для перепрограммирования удобнее всего использовать именно кожу, потому что забор ткани почти не травматичен для пациента, при этом клетки хорошо размножаются.

«Для каждого типа клеток есть специализированные стволовые клетки, то есть для восстановления клеток крови подходят только стволовые клетки крови, — рассказал заведующий Лабораторией биомедицинских технологий ФНКЦ ФХМ Сергей Киселев.

— Универсальностью обладают лишь плюрипотентные стволовые клетки. Их можно получить или из эмбрионов, или из клеток кожи с помощью метода репрограммирования. Эти клетки пригодны для выращивания любого типа ткани.»

Ученый пояснил, что из эмбриональных клеток получается только аллогенный, то есть неродственный трансплантат. Однако в организме человека есть ткани, на которые иммунная система не распространяет свое влияние. К ним относятся головной мозг и глаза. Для таких органов родственность тканей при трансплантации не очень важна. Хотя предполагается, что трансплантаты из родственных или перепрограммированных клеток будут приживаться лучше.

По словам Сергея Киселева, в США и Европе (в частности, в Великобритании) сейчас проходят клинические испытания пересадки сетчатки глаза. В Японии они также велись, затем были временно приостановлены из-за изменений в законодательстве, но в 2017 году будут продолжены.

Применение перепрограммированных, то есть универсальных клеток, пригодных для большого количества реципиентов, упростит технологию и уменьшит стоимость операции.

В ФНКЦ ФХМ такие препараты уже выращены и опробованы на кроликах. Однако клинические испытания пока невозможны: ученые ждут вступления в силу закона «О биомедицинских клеточных продуктах» (1 января 2017 года) и принятия по нему нормативных актов (срок неизвестен, потому что акты пока не разработаны).

В центре уже знают, кто станет первыми пациентами для пересадки сетчатки глаза. Несколько лет назад к ученым обратилась за помощью семья с наследственной макулодистрофией.

В отличие от возрастной макулодистрофии, которой страдает примерно половина населения страны старше 60 лет, наследственная форма — это орфанное заболевание. Но если возрастная форма слепоты поддается некоторое время разным видам терапии, то лекарства от генетической макулодистрофи нет. Между тем такие пациенты начинают слепнуть в 20–30 лет.

В семье, обратившейся в ФНКЦ ФХМ, носителями мутации являются дед по отцовской линии, отец, дети.

«Для детей этой семьи мы подготовили клетки сетчатки с отредактированным геномом, — рассказал Сергей Киселев.

— Но, скорее всего, на первом этапе мы начнем испытания с неродственных клеток, потому что на это проще будет получить разрешение.»

Центр физико-химической медицины планирует найти медицинских партнеров, с которыми уже в 2017 году сможет осуществить пациентам трансплантацию выращенной в лаборатории сетчатки.

Вадим Говорун также сообщил «Известиям», что в ФНКЦ ФХМ вырастили и испробовали на животных нейроны головного мозга.

Их трансплантация вместе с процедурой редактирования генома поможет в лечении пациентов с болезнью Паркинсона. В мире такие клинические испытания уже ведутся. В России они будут возможны при наличии интереса со стороны профильных учреждений — нейрохирургических и неврологических институтов — и тоже только после принятия закона.

Ученые научились выращивать «в пробирке» сетчатку глаза человека

Американским ученым удалось в лабораторных условиях вырастить одну из самых чувствительных и сложных частей нашего организма – сетчатку глаза.

Сетчатка – важнейший элемент нашего главного зрительного органа, именно этот его отдел воспринимает отражающийся от предметов свет, «окрашивает» его с помощью колбочек разной чувствительности и преобразует в нервные импульсы, которые передаются в мозг. Для того, чтобы понять как именно образуются колбочки и их светочувствительные рецепторы, биологи из Университета Джона Хопкинса в лабораторных условиях создали органоид сетчатки, способный воспринимать цвета и передавать информацию нервным клеткам, причем его развитие контролировалось. На выращивание фрагмента этой ткани специалистам потребовалось около 9 месяцев.

«Основной проблемой при создании любых типов тканей в лабораторных условиях является выяснение триггерных факторов и условий, приводящих к дифференцировке клеток-предшественников. Ведь получить стволовые клетки не составляет особой проблемы» — объяснили авторы обубликованного в журнале Science исследования.

Ученые уверены, что их открытие поможет в будущем создать рабочие биологические имплантаты глаза, а также изобрести терапию многих нарушений зрительных функций.

Биологи вырастили человеческую сетчатку «в пробирке»

Искусственный фрагмент сетчатки глаза позволил рассмотреть развитие цветного зрения и появление чувствительных колбочек разных типов.

Цветное «дневное» зрение нашему глазу обеспечивают светочувствительные колбочки. Сетчатка содержит шесть-семь миллионов колбочек, разделяющихся по диапазону чувствительности. Рецепторы S-типа улавливают сине-фиолетовую часть спектра; М-типа — зелено-желтую; L — красную. Эта специализация возникает в два этапа: на первом выделяются колбочки S-типа, на втором идет разделение L- и M-типов. Роберт Джонстон (Robert Johnston) и его коллеги из Университета Джонса Хопкинса решили выяснить, как именно происходит выбор судьбы будущего фоторецептора на первом, ключевом шаге. Результаты их работы представлены в статье, опубликованной в журнале Science.

Чтобы лучше понять, как колбочки разных типов развиваются, распределяясь на манер мозаики, авторы получили органоид сетчатки. Создание таких модельных фрагментов живой ткани в искусственных условиях требует массы усилий, и ученые потратили на выращивание около девяти месяцев. Однако полученный крошечный органоид был способен нормально воспринимать цвет и передавать информацию на нервные клетки, а его развитие детально контролировалось и наблюдалось.

Предыдущие исследования на других животных, включая рыб и мышей, показали, что важную роль на ранних этапах развития глаза играют тиреоидные гормоны щитовидной железы. Оказалось, так же происходит и у нас: добавление трийодтиронина в питательную среду созревающих органоидов запускало специализацию колбочек, появление рецепторов S-типа и выделение M/L-линии. И наоборот: подавление клеточных рецепторов, способных воспринимать сигнал этого гормона, блокировало этот процесс, приводя к тому, что все колбочки созревали в S-тип.

Трийодтиронин — активная форма тиреоидного гормона, который циркулирует по организму в основном в форме тироксина. Авторы показали, что созревающие клетки сетчатки демонстрируют разную чувствительность к ним на разных этапах своего развития. На самых первых этапах они производят фермент, быстро нейтрализующий и трийодтиронин, и тироксин, так что почти не реагируют на их присутствие. Однако затем начинается синтез другого фермента, превращающего «транспортный» тироксин в «действующий» трийодтиронин, что в итоге приводит к разделению разных линий светочувствительных колбочек.

Авторы отмечают, что этот механизм может давать сбой при некоторых нарушениях развития зрения. Так, известно, что преждевременно родившиеся малыши более склонны к дефектам цветного зрения — возможно, именно потому, что они слишком рано покинули организм матери, постоянно снабжавший их большими количествами тиреоидного гормона.

СМИ: российские ученые научились выращивать сетчатку глаза

МОСКВА, 1 дек — РИА Новости. Ученые Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины (ФНКЦ ФХМ), подразделения Федерального медико-биологического агентства (ФМБА), научились выращивать сетчатку глаза из перепрограммированных клеток; разработка поможет лечить слепоту, сообщает в четверг газета «Известия».

«Перепрограммирование клеток — достаточно новое явление в науке. Открытие принадлежит профессору университета Киото Синье Яманаке. Яманака обнаружил уникальную способность клеток человека той или иной ткани, например фибробластов или кожного эпителия, перепрограммироваться в эмбриональное состояние. Из таких недифференцированных (плюрипотентных) стволовых клеток можно вырастить практически любую ткань. Например, из фибробластов кожи можно вырастить сетчатку глаза. Такая операция позволит лечить, например, пациентов, теряющих зрение из-за макулодистрофии — заболевания, являющегося одной из самых частых причин слепоты у людей старше 55 лет», — приводит газета слова генерального директора ФНКЦ ФХМ Вадима Говоруна.

В Лаборатории клеточной биологии газете сообщили, что кожу для перепрограммирования использовать удобнее всего, ведь забор ткани почти не травматичен для пациента, при этом клетки хорошо размножаются.

Первыми пациентами для пересадки сетчатки станут люди с наследственной макулодистрофией, отмечают «Известия». Если возрастная форма слепоты поддается некоторым видам лечения, то пациенты с генетической макулодистрофи начинают слепнуть в 20–30 лет, и лекарства от нее нет.

«Их трансплантация вместе с процедурой редактирования генома поможет в лечении пациентов с болезнью Паркинсона. В мире такие клинические испытания уже ведутся. В России они будут возможны при наличии интереса со стороны профильных учреждений — нейрохирургических и неврологических институтов — и тоже только после принятия закона», — отмечают «Известия».

Ученые научились выращивать сетчатку человеческого глаза «в пробирке»

Специалисты из США придумали способ вырастить сетчатку глаза человека.

По словам ученых, это сделать было довольно непросто. Ведь в лабораторных условиях воссоздать один из самых чувствительных и сложных элементов нашего тела – задача нелегкая.

На протяжении 9 месяцев биологи из Университета Джона Хопкинса следили за развитием и ростом своей разработки, которая буквально должна сделать прорыв в современной медицине.

Авторы научной работы прокомментировали свою разработку:

«Основной проблемой при создании любых типов тканей в лабораторных условиях является выяснение триггерных факторов и условий, приводящих к дифференцировке клеток-предшественников. Ведь получить стволовые клетки не составляет особой проблемы»

Такое открытие ученых внесет значительный вклад в развитие медицины. Не исключено, что совсем скоро будут созданы рабочие биологические имплантаты глаза. Кроме того, ученые создадут новые методики лечения и диагностики глазных заболеваний.

Ученые вырастили искусственную сетчатку в пробирке

В лаборатории Университета Джонса Хопкинса искусственно выращивают человеческие глаза — точнее, внутреннюю оболочку глаза, сетчатку.

Пока что ее нельзя использовать для пересадки, и ученые надеются решить другую проблему: понять, каким образом мы различаем цвета, и помочь людям, которые испытывают с этим проблемы, передает Би-би-си.

Сетчатка прилегает к зрительному нерву, и именно там формируется изображение, поступающее в мозг.

Давно известно, что в нашем глазу есть три вида цветовых рецепторов (так называемых колбочек), воспринимающих красный, зеленый или голубой цвет. Однако как именно происходит их формирование, до сих пор понятно не до конца. У большинства млекопитающих есть только два вида рецепторов.

В процессе выращивания искусственной сетчатки из стволовых клеток ученые обнаружили, что первыми формируются «синие» колбочки — а уже за ними «зеленые» и «красные». Более того, удалось найти способ активировать — или, наоборот, блокировать — рост этих фоторецепторов при помощи гормонов. А это открывает возможность лечения дальтонизма и возрастных изменений сетчатки.

На сегодняшний день дальтонизм неизлечим, а частичную потерю зрения вследствие дегенерации сетчатки пытаются лечить инъекциями в глаз стволовых клеток, однако эта терапия далеко не всегда дает желаемый эффект.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: