Cercetătorii au descoperit un posibil nou mecanism care contribuie la pierderea vederii

Cercetătorii au descoperit un posibil nou mecanism care contribuie la pierderea vederii
decembrie 06 09:56 2022
Articol scris de:
Timp citire articol: 5 minut(e)

Celulele vizuale din retină aflate pe moarte din cauza unor boli oculare sunt transportate în afara retinei înainte ca acest proces să aibă loc, a descoperit o echipă de oameni de știință germani.

Oamenii de știință de la Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) și Centrul pentru Terapii Regenerative Dresden (CRTD) de la TU Dresden au descoperit într-un nou studiu că celulele cu rol în producerea vederii sunt transportate în afara retinei în unele boli oculare, înainte ca acestea să moară.

Pentru aceste cercetări, echipa a folosit retine umane miniaturale produse în laborator, așa-numiții organoizi retinieni.

Descoperirile au fost publicate în noul număr al revistei Nature Communications, avansând  perspective de cercetare complet noi, în special în legătură cu degenerescența maculară legată de vârstă (DMLV).

„Acest principiu, cunoscut sub numele de ’îndepărtare celulară’, nu a fost încă studiat în bolile neurodegenerative”, spune prof. Mike Karl, care conduce grupul de cercetare.

DMLV este principala cauză pentru orbire și pentru deficiențe vizuale severe în Germania. Se estimează că un sfert dintre persoanele cu vârsta peste 60 de ani, din această țară, suferă de DMLV.

Macula este o regiune specială din retina umană necesară, printre altele, pentru vederea în culori de înaltă rezoluție. În DMLV, mii de celule vizuale sensibile la lumină, așa-numitele celule fotoreceptoare, din maculă, sunt pierdute.

„Acesta a fost punctul de plecare pentru proiectul nostru de cercetare: am observat că fotoreceptorii s-au pierdut, dar nu am putut detecta nicio moarte celulară în retină”, explică Mike Karl, care efectuează cercetări la sediul DZNE și CRTD de la TU Dresda.

„Jumătate dintre toți acești fotoreceptori au dispărut din organoidul retinian în zece zile, dar a fost evident că nu au murit în retină. Asta ne-a făcut curioși”.

Cercetătorii au început o căutare elaborată a cauzelor, care i-a condus la un studiu din 2012 care a descris, pentru prima dată, îndepărtarea celulelor vii – ejecția mecanică a celulelor din epitelii – realizat de ercetători de la King’s College din Londra, conduși de Jody Rosenblatt. Celulele astfel excluse mor apoi succesiv. Cercetătoarea britanică a demonstrat acest mecanism în celulele epiteliale ale rinichilor.

În noul studiu, cercetătorii au arătat într-o cercetare considerată de pionierat că aceast proces de îndepărtare al celulelor aflate pe moarte poate fi declanșat și într-o structură mult mai complexă, cum este retina, care constă din mai multe tipuri diferite de celule, și duce la neurodegenerarea retinei.

Interesant este că această extragere a celulelor ar putea explica îndepărtarea celulelor periferice din retina îmbătrânită și bolnavă a pacienților cu DMLV și alte boli, raportate anterior dar care nu au fost studiate în detaliu până acum.

Cercetătorii au folosit o tehnică pe care au dezvoltat-o ​​anterior, lucrând cu organoizi retinieni – un model tridimensional asemănător retinei umane crescut în laborator din celule stem umane. Acești organoizi oferă unele caracteristici ale maculei umane.

(foto: imagini microscopice ale mini-retinelor cultivate în laborator, așa-numiții organoizi ai retinei umane. Imaginea din stânga arată o secțiune a unui organoid sănătos (de control), în timp ce imaginea din dreapta arată o secțiune al unui organoid cu modificări patologice. În dreapta, există o pierdere masivă de neuroni fotoreceptori care sunt etichetați cu verde. Culoarea roșie arată celulele gliale Müller patologice care nu sunt prezente în celula sănătoasă de control. Credit: Völkner et al., Nat. Com., 2022)

Echipa a putut descoperit astfel că, două substanțe descrise anterior în diferite boli neurodegenerative – proteinele HBEGF și TNF – sunt suficiente pentru a declanșa degenerarea organoidului retinian.

În timpul acestui proces, cercetătorii au filmat organoizii în timp real printr-un procedeu de imagistică live, considerat standardul de aur pentru urmărirea celulelor.

„Am reușit să surprindem acest proces de degenerare a fotoreceptorilor în laborator”, a explicat prof. Mike Karl. Oamenii de știință au descoperit că această îndepărtare celulară este declanșată de activarea proteinei PIEZO1, un senzor pentru forțele biomecanice.

Faptul că biomecanica poate juca un rol major în degenerarea retinei este o nouă descoperire.

„Nu se știa că retina este un țesut biomecanic activ, precum un mușchi. Se știa doar că bolile sistemului nervos sunt asociate cu modificări ale formei celulelor, dar în ce măsură sunt implicați reglatorii biomecanici nu a făcut obiectul unor studii detaliate”, a precizat prof. Karl.

Datorită organoizilor crescuți în laborator, echipa a reușit să observe aceste procese într-o manieră accelerată, întrucât este nevoie de câțiva ani sau chiar decenii pentru ca fotoreceptorii să dispară la pacienți.

Un astfel de proces ar putea fi acum reprodus în laborator în doar 40 de zile.

În etapa următoare, cercetătorii își propun să afle dacă acest mecanism apare și la oameni în același mod ca și la organoizi. Descoperirile inițiale sugerează că acesta ar putea fi același mecanism, dar încă nu există dovezi care să ateste acest lucru

.În studiul lor, cercetătorii din Dresda au mai descoperit că anumiți agenți farmacologici ar putea preveni înlăturarea acestor celule într-un cadru experimental, pe un astfel de model.

Cercetătorii au folosit un venin special de șarpe pentru a bloca mecanosenzorul PIEZO1 de pe celule. Ca rezultat, nu numai că fotoreceptorii nu au fost eliminați, dar au fost prevenite alte modificări patologice ale retinei.

„Acest lucru ne dă speranță pentru dezvoltarea unor viitoare tratamente preventive și terapeutice pentru boli neurodegenerative complexe, cum este DMLV”, a concluzionat prof. Mike Karl.

Studiul a fost realizat cu implicarea DZNE și CRTD, precum și a Centrului Helmholtz pentru Cercetarea Mediului (UFZ).

scrie un comentariu

0 Comentarii

Adaugă un comentariu