O echipă de cercetători germani a reuşit un transplant de fotoreceptori umani în retina degenerată a şoarecilor. Fotoreceptorii încorporaţi au dezvoltat caracteristicile fotoreceptorilor normali şi au permis şoarecilor cu vedere deteriorată să detecteze lumina zilei.
O echipă de cercetători de la Centrul de Terapii Regenerative din Dresda, Germania, a dezvoltat o metodă robustă pentru a produce un număr mare de celule fotoreceptoare umane. Ei au demonstrat că fotoreceptorii umani pot fi transplantaţi în cantităţi mari în retina degenerată a şoarecilor.
Transplantul de celule fotoreceptoare este o intervenţie promiţătoare şi în viitor ar putea ajuta la recuperarea vederii persoanelor cu boli care provoacă orbire.
Noul studiu reprezintă un progres în efortul de a face disponibil transplantul de fotoreceptori pacienţilor care suferă de boli ce provoacă orbire. „Din câte ştim, este pentru prima dată când cineva realizează un transplant de fotoreceptori în retină, într-un număr atât de masiv”, a declarat prof. Marius Ader, liderul grupului de cercetare de la Centrul de Terapii Regenerative (CRTD) din Dresda, care a condus studiul.
Pentru a creşte masiv numărul de fotoreceptori transplantaţi, oamenii de ştiinţă au optimizat mai mulţi factori critici şi au stabilit că vârsta fotoreceptorilor este decisivă. „Am reuşit să găsim ceea ce pare a fi o etapă perfectă pentru transferul fotoreceptorilor în retină. Dacă lucrăm cu fotoreceptori prea tineri sau prea în vârstă, observăm o scădere accentuată a ratei de încorporare”, a precizat prof. Ader.
Echipa a constatat că fotoreceptorii transplantaţi în retina şoareclilor au avut nevoie de un timp mai lung de integrare. „Am observat că celulele fotoreceptoare au nevoie de un timp substanţial, de până la şase luni, pentru a stabili interacţiuni şi a construi o reţea adecvată cu celulele active rămase în retina şoarecilor” a explicat prof. Ader.
Interacţiunea cu celulele nedeteriorate din retina şoarecilor s-a dovedit a fi un factor cheie. „Aproape 30% dintre celulele retinei sunt alte tipuri de celule care susţin activitatea fotoreceptorilor. În cazul nostru, am văzut în mod clar că interacţiunea celulelor transplantate cu celulele retiniene gazdă a fost crucială pentru încorporarea şi maturizarea cu success a noilor celule. Unele dintre celulele rămase în retina şoarecilor au furnizat o platformă pentru noii fotoreceptori şi i-au ajutat să se organizeze corect” a mai precizat prof. Ader.
Pentru a produce fotoreceptorii, echipa a folosit celule stem pentru a creşte mini-retine într-un vas de laborator. Odată ce mini-retinele s-au dezvoltat până la stadiul corespunzător, oamenii de ştiinţă au recoltat fotoreceptorii pentru transplant.
„Obţinerea unei populaţii pure de fotoreceptori este încă o provocare. Pentru a aborda acest lucru, colaboratorii noştri au dezvoltat o nouă linie de celule stem în care celulele fotoreceptoare conice au fost special etichetate. Aceste etichete nu interferează cu funcţia lor şi ne permit să sortăm robust fotoreceptorii, deosebindu-i rapid de restul celulelor din mini-retină”, a explicat prof. Ader.
Liniile de celule stem pluripotente generate oferă o sursă nelimitată de fotoreceptori şi pot fi utilizate în aplicaţii clinice viitoare.
În recentul studiu, echipa s-a concentrat pe şoareci cu retina parţial degenerată, care nu mai aveau decât unul din două tipuri de fotoreceptori. „Şoarecii au avut doar conuri deteriorate, care sunt responsabile pentru vederea diurnă, o situaţie similară cu mai multe boli care provoacă orbire la om”, a precizat prof. Ader.
Recenta abordare a fost diferită de studiile anterioare, cercetătorii folosindu-se de celulele nedeteriorate rămase în retină. Până acum, majoritatea încercărilor de transplant au vizat modele cu stadii avansate de orbire, în care toţi fotoreceptorii erau compromişi.
Echipa a folosit o varietate de tehnici pentru a valida temeinic maturizarea şi funcţia fotoreceptorilor transplantaţi. Ei au colaborat cu Institutul de Ştiinţe Naturale şi Medicale din Tübingen, universitatea din Bonn, Centrul German pentru Boli Neurodegenerative (DZNE) din Dresda, centrul pentru genom DRESDEN, şi au utilizat facilităţile de microscopie electronică şi uşoară de la Centrul de Bioinginerie Moleculară şi Celulară (CMCB) al TU Dresda.
Oamenii de ştiinţă au fost capabili să demonstreze că noii fotoreceptori adoptă caracteristicile fiziologice ale fotoreceptorilor obişnuiţi şi funcţionează adecvat, semnalizând celulele nervoase din avalul retinei.
„Am fost încântaţi să vedem cât de bine s-au încorporat fotoreceptorii umani cu sprijinul celulelor din retina şoarecilor gazdă. Ar putea fi util să regândim abordările viitoare ale unor astfel de transplanturi. Poate că intervenţia făcută la un anumit moment, când celulele din retina pacientului mai sunt capabile să interacţioneze semnificativ cu fotoreceptorii transplantaţi, ar putea avea rezultate benefice şi la om”, a concluzionat prof. Ader.
Cercetătorii au raportat rezultatele în Journal of Clinical Investigation.
