Российские ученые восстановили роговицу глаза с помощью стволовых клеток
Трансплантация стволовых клеток может положительно сказаться на остроте зрения при лимбальной недостаточности. К такому выводу пришли исследователи из подведомственного Минобрнауки России Института цитологии (ИНЦ) РАН. Созданный ими клеточный продукт был протестирован на кроликах и показал свою эффективность. В перспективе полученные результаты помогут разрабатывать клеточные препараты для лечения заболеваний роговицы у человека.
Роговица представляет собой переднюю прозрачную оболочку глаза у животных и человека. Она выполняет барьерную функцию, защищая орган зрения от воздействия внешних факторов, например от попадания мелких предметов и химических веществ, потоков воздуха и перепадов температуры. Роговица служит естественной линзой, через которую свет попадает на сетчатку глаза, отвечающую за формирование изображения и преобразование его в нервные импульсы. Однако прозрачность роговицы может утрачиваться из-за её механических повреждений, химических или термических ожогов, а также из-за врождённых наследственных заболеваний.
Помутнение роговицы связано с развитием симптомом лимбальной недостаточности. При этом заболевании нарушаются функции стволовых (лимбальных) клеток ткани роговицы или уменьшается их количество (популяции). Прозрачная оболочка глаза перестаёт обновляться за счёт стволовых клеток лимба и постепенно замещается соседствующей с ней непрозрачной конъюнктивальной тканью. В результате на глазу формируется непрозрачное бельмо, препятствующее попаданию света на сетчатку и нарушающее зрительную функцию глаза.
Учёные выяснили, как ведут себя стволовые клетки после трансплантации, и оценили их выживаемость в тканях глаза кролика.
«В нашей группе ведутся исследования, направленные на разработку различных вариантов клеточных продуктов со стволовыми клетками, применение которых направлено на терапию лимбальной недостаточности. При применении нескольких вариантов в эксперименте на роговице кролика мы обнаружили положительную динамику: прозрачность ткани восстанавливалась более эффективно в сравнении с традиционными подходами к терапии», — рассказала Юлия Хорольская, младший научный сотрудник лаборатории клеточных биотехнологий ИНЦ РАН.
Клеточный продукт представляет собой специальную биосовместимую подложку (скаффолд), на поверхности которой находятся стволовые клетки. Для наглядности эксперимента учёные модифицировали стволовые клетки продукта таким образом, чтобы они выделяли флуоресцентные (светящиеся) белки. Затем исследователи внедрили такие конструкции на поверхность глаза кролика с лимбальной недостаточностью. Эффекты действия клеточных препаратов изучались в ходе экспериментов с разной продолжительностью, самый «долгий» занял 90 дней.
Учёные показали, что при использовании клеточного продукта запускался активный процесс восстановления патологической роговицы, но уже через две недели жизнеспособность лимбальных клеток падала и сохранялась в тех областях роговицы, которые оказались менее всего подвержены механическому воздействию. К концу эксперимента (через три месяца) меченые клетки практически исчезли.
«Мы показали в эксперименте самое главное — трансплантация лимбальных клеток может запустить восстановление роговицы. Однако для нормального функционирования наружной оболочки глаза применяемые клеточные продукты должны быть обеспечены дополнительной защитой стволовых клеток, например можно создать дополнительную мембрану или пациентам потребуется применять специальные линзы. Полученные результаты обнадёживают, они будут использоваться нами в дальнейшем при разработке более совершённых клеточных продуктов», — пояснила Юлия Хорольская.
В научном проекте приняли участие учёные ИНЦ РАН, СПбГУ и офтальмологи из Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова, где проводилась экспериментальная работа на животной модели. Исследование, результаты которого опубликованы в высокорейтинговом международном журнале, выполнено при поддержке Минобрнауки России.
