Apare leacul pentru orbire? Celule oculare cultivate în laborator se „conectează” cu succes la retină

• Din păcate, medicina modernă oferă foarte puține opțiuni de tratament odată ce orbirea se instalează.
• Oamenii de știință au reușit să demonstreze cu succes că celulele retiniene cultivate din celule stem sunt capabile să „ajungă și să se conecteze” cu celulele vecine.
• Această legătură celulară sugerează că celulele sunt pregătite pentru teste clinice pe pacienți care se confruntă cu pierderea vederii.

Din păcate, medicina modernă oferă foarte puține opțiuni de tratament odată ce orbirea se instalează. Cu toate acestea, cercetătorii de la Universitatea din Wisconsin-Madison au făcut o descoperire în domeniul celulelor stem care ar putea duce, în sfârșit, la un tratament pentru tulburările oculare degenerative.

Oamenii de știință au reușit să demonstreze cu succes că celulele retiniene cultivate din celule stem sunt capabile să „ajungă și să se conecteze” cu celulele vecine. Această legătură celulară sugerează că celulele sunt pregătite pentru teste clinice pe pacienți care se confruntă cu pierderea vederii, adaugă autorii studiului.

În urmă cu peste un deceniu, cercetătorii de la UWM au dezvoltat o modalitate de a crește grupuri organizate de celule (organoizi), care seamănă cu retina – țesutul sensibil la lumină din spatele ochiului. Oamenii de știință au determinat apoi celulele pielii umane reprogramate să acționeze ca celule stem pentru a se dezvolta în straturi de numeroase tipuri de celule retiniene care detectează lumina, transmițând în cele din urmă ceea ce vedem către creier.

„Am vrut să folosim celulele din aceste organoide ca piese de schimb pentru aceleași tipuri de celule care au fost pierdute în cursul bolilor retinei”, a declarat David Gamm, profesor de oftalmologie la UW-Madison și director al Institutului de Cercetare Oftalmologică McPherson, al cărui laborator a dezvoltat organoidele, într-un comunicat al universității. „Dar, după ce au fost cultivate luni de zile într-o farfurie de laborator sub formă de clustere compacte, a rămas întrebarea – se vor comporta celulele în mod corespunzător după ce le vom despărți? Pentru că acest lucru este esențial pentru a le introduce în ochiul unui pacient”.

Sinapsele sunt cheia puzzle-ului

Anul trecut, profesorul Gamm și alți colaboratori de la UW-Madison au publicat mai multe studii care arată că celulele retiniene cultivate în farfurie, numite fotoreceptori, răspund la fel ca cele dintr-o retină sănătoasă la diferite lungimi de undă și intensități luminoase. După ce sunt separate de celulele adiacente din organoidul lor, ele pot ajunge la noi vecini cu ajutorul unor cordoane biologice caracteristice cunoscute sub numele de axoni.

„Ultima piesă a puzzle-ului a fost să vedem dacă aceste cordoane au capacitatea de a se conecta sau pot comunica cu alte tipuri de celule retiniene”, adaugă profesorul Gamm. Celulele din retină și din creier comunică prin sinapse, sau prin mici spații la capetele corzilor lor. Pentru a confirma faptul că celulele retiniene cultivate în laborator pot înlocui celulele bolnave și pot transporta informații senzoriale la fel ca cele sănătoase, autorii studiului trebuiau să demonstreze că acestea pot crea sinapse în primul rând.

Următorul pas este reprezentat de testele pe oameni

Astfel, Xinyu Zhao, profesor de neuroștiințe la UW-Madison și coautor al studiului, a lucrat cu celulele din laboratorul Gamm pentru a studia capacitatea acestora de a forma conexiuni sinaptice. Zhao a realizat acest lucru folosind un virus modificat al rabiei care identifică perechi de celule care ar putea forma mijloacele de comunicare.

Apoi, echipa de cercetare, care a inclus studenții absolvenți Allison Ludwig și Steven Mayerl, a despărțit organoidele retiniene în celule individuale și a așteptat o săptămână pentru a vedea dacă acestea își vor extinde axonii și vor face noi conexiuni, le-a expus la virus, iar apoi a observat rezultatele. Ei au văzut multe celule retiniene marcate de o culoare fluorescentă, ceea ce indică faptul că un virus al rabiei a reușit să se infecteze printr-o sinapsă formată cu succes între vecini.

„Am pus cap la cap această poveste în laborator, bucată cu bucată, pentru a avea încredere că ne îndreptăm în direcția cea bună”, explică profesorul Gamm, care a patentat organoizii și a co-fondat Opsis Therapeutics, cu sediul în Madison, care adaptează tehnologia pentru tratarea afecțiunilor oculare umane pe baza descoperirilor de la UW-Madison. „Totul duce, în cele din urmă, la studii clinice pe oameni, care reprezintă următorul pas clar”.

După ce echipa a confirmat prezența conexiunilor sinaptice, a analizat celulele implicate și a constatat că cele mai frecvente tipuri de celule retiniene care formează sinapse sunt fotoreceptorii (bastonașe și conuri). Acest lucru este notabil deoarece fotoreceptorii sunt de obicei pierduți în boli precum retinita pigmentară, degenerescența maculară legată de vârstă și chiar după anumite leziuni oculare. Următorul cel mai frecvent tip de celule (celulele ganglionare) degenerează în timpul tulburărilor nervului optic, cum ar fi glaucomul.

„Aceasta a fost o revelație importantă pentru noi”, conchide profesorul Gamm. „Arată cu adevărat impactul potențial larg pe care l-ar putea avea aceste organoide retiniene”.

Studiul este publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences.