Біологи з Вашингтонського університету штату Сіеттл змогли відновити нейрони сітківки біля мишей. Цього вдалося домогтися за допомогою включення регулятора транскрипції Ascl1 клітин Мюллера, який бере участь у відновленні сітківки у риб, а також додавання інгібітора гістонових деацетилаз, що забезпечило доступ до потрібних генів навіть у хромосомах дорослих мишей. Дослідження опубліковано в, а інтерв'ю з ученими і короткий огляд роботи викладені на.
Сітківка - внутрішня оболонка ока, яка є сприймальною частиною і первинним аналізатором глядацького органу. Вона складається з десятка різних шарів клітин, які сприймають потоки світла, обробляють сигнали і передають їх по зорових нервах в головний мозок. Мюллерівські гліальні клітини, що простягаються від внутрішньої до зовнішньої прикордонної мембрані сітківки, у амфібій, риб і деяких інших тварин здатні виконувати роль своєрідних стовбурових клітин і беруть участь у регенерації сітківки, утворюючи нові нейрони замість зруйнованих. У ссавців регенерація сітківки не здійснюється. Мюллерівські клітини беруть участь у проведенні світлових сигналів, але не здатні лагодити дефекти. Незворотність порушень сітківки, наприклад, внаслідок розвитку глаукоми, є серйозною проблемою сучасної медицини.
У риб-даніо, які в даному дослідженні служили зразковим об'єктом, мюллеровские клітини перетворюються на нейрони при руйнуванні сітківки за рахунок включення гена регулятора транскрипції Ascl1 і подальшого запуску ряду процесів. У ссавців цей ген теж є, але експресія його у відповідний момент не активується. Вчені навчилися включати експресію фактора Ascl1 штучним шляхом у мишей, створивши регульований промотор до його гену. Мишам попередньо вводили речовини, що руйнують нейрони сітківки, і дивилися, чи стануть мюллерівські клітини замінювати їх.
Після включення промотора експресія Ascl1 успішно починалася, однак цей ефект, як вже було показано в попередніх роботах, спостерігався тільки у новонароджених мишей. Як з'ясувалося, у дорослих мишей доступ до необхідних для перетворення мюллерівських клітин генів був закритий внаслідок епігенетичних факторів (зміни конфігурації хромосом за рахунок взаємодії з білками-гістонами). Додавання трихостатину-А, інгібітора гістонових деацетилаз, підвищило рівень ацетилювання гістона H3 K27 і запобігло цим змінам, «відкривши» потрібну ділянку на хромосомі. Після цього експресія Ascl1 успішно включалася і у дорослих мишей.
Мюллерівські клеті вже через півтора-два тижні ефективно перетворювалися на нейрони, що володіють відповідними маркерами (наприклад, Otx2), і втрачали гліальні маркери (наприклад, Sox9). Вчені відзначають, що новоутворені нейрони самі починали створювати правильні «контакти» з іншими частинами сітківки, реагуючи на світло, сприймаючи сигнали і передаючи інформацію далі, тому окремо придумувати, як вирішувати цю проблему, виявилося не потрібно.
У майбутньому вчені збираються навчитися проводити подібні маніпуляції для отримання будь-яких необхідних нейронів. Раніше ми вже розповідали, як в іншому дослідженні за допомогою вірусних векторів астроцити змушували перетворюватися на дофамінові нейрони. Подібні маніпуляції з перепрограмуванням клітин, мабуть, скоро стануть важливим методом при лікуванні ряду захворювань і порушень нервової системи.
В іншій роботі стовбурові клітини пробували пересаджувати мишам безпосередньо, домагаючись хороших результатів навіть на термінальній стадії дегенерації сітківки.