Ученые Медицинского университета Вэньчжоу выявили популяцию стволовых клеток сетчатки глаза человека, способных восстанавливать ткани сетчатки и поддерживать восстановление зрения.
Такие заболевания, как пигментный ретинит и возрастная макулярная дегенерация, приводят к необратимой потере светочувствительных нервных клеток сетчатки. Современные методы лечения могут замедлить прогрессирование, но они не заменяют повреждённую ткань.
Авторы работы использовали методы одноклеточной и пространственной транскриптомики для изучения наличия и идентификации стволовых клеток сетчатки у людей. Исследователи изучили ткань сетчатки плода человека от четырёх доноров на 21-й неделе беременности, используя пространственную транскриптомику и секвенирование отдельных ядер для идентификации и локализации типов клеток в сетчатке. Далее проанализировали экспрессию генов и доступность хроматина, чтобы выявить популяции со свойствами, подобными свойствам стволовых клеток. Дополнительные образцы, взятые у доноров на сроке от 16 до 22 недель беременности, были использованы для подтверждения локализации этих клеток в периферической сетчатке.
В периферической сетчатке плода человека была обнаружена особая популяция стволовых клеток нервной ткани сетчатки. Расположенные в цилиарной краевой зоне, эти клетки демонстрировали молекулярные признаки, свидетельствующие о способности к самообновлению и дифференцировке во все основные типы клеток сетчатки. Похожие клетки появлялись в той же анатомической области органоидов сетчатки с перекрывающимися профилями экспрессии генов.
После повреждения органоидов стволовые клетки мигрировали в повреждённую область и вырабатывали новые клетки сетчатки. Активность генов в процессе восстановления соответствовала закономерностям, наблюдаемым при естественном развитии плода.
В мышиной модели наследственной дегенерации сетчатки пересаженные клетки оставались жизнеспособными в течение 24 недель. Донорские клетки интегрировались в сетчатку хозяина, развивались в зрелые типы клеток сетчатки и образовывали связи с соседними клетками. У животных, прошедших лечение, структура сетчатки улучшилась, а зрительные реакции стали сильнее по сравнению с контрольной группой.
По сравнению с ранее изученными клетками-предшественниками сетчатки эта популяция продемонстрировала более широкую способность к дифференцировке и более длительную жизнеспособность. Пересаженные клетки способствовали формированию структуры сетчатки и восстанавливали зрительную функцию у мышей без побочных эффектов.
Результаты показывают, что органоиды сетчатки могут служить источником стволовых клеток человека для будущих исследований и разработки терапевтических методов. Для оценки безопасности, иммунологической совместимости и эффективности на моделях, более близких к человеческим заболеваниям, потребуются дальнейшие исследования.
By