Превращать людей в киборгов начнут с глаз

Стволовые клетки являются своеобразным строительным материалом для организма. Теоретически из каждого такого "кирпичика" можно вырастить практически любую клетку, которых у человека насчитывается более 200 типов. Недавно французские ученые открыли способность некоторых стволовых клеток жить и делиться даже после смерти человека. Сторонники применения стволовых клеток утверждают, что они помогут эффективно лечить большинство заболеваний, включая нарушения зрения и даже слепоту.

Сетчатка из кожи

В японском государственном Институте естественных наук - RIKEN - провели первую в мире операцию по пересадке человеку сетчатки глаза, выращенной из стволовых клеток. Сложный процесс трансплантации, детально описанный в журнале Nature, завершился успешно. Это позволит уже сейчас использовать технологию в клинической практике. Пожилая пациентка страдала от возрастной макулодистрофии - заболевания глаз, приводящего к снижению зрения и иногда слепоте. Это бич большинства пожилых людей по всему миру.

Для восстановления зрения у пациентки взяли фибробласты - клетки нижнего слоя кожи. Из них в результате генного программирования получили iPS-клетки - стволовые клетки, аналогичные эмбриональным. С помощью генетических конструкций iPS-клетки превратили в клетки сетчатки. Преимущества методики в том, что она довольно проста, можно использовать родные клетки человека, то есть высока вероятность того, что они легко приживутся. Процедуру получения iPS-клеток из фибробластов разработал японский ученый Синья Яманака, получивший за это Нобелевскую премию в 2012 г., что позволило Японии стать лидером в области исследований в сфере стволовых клеток.

Фоторецепторы вырастят в чашке

Биологи из университета Джонса Хопкинса в США использовали человеческие стволовые клетки для выращивания в чашке Петри ткани сетчатки с реагирующими на свет фоторецепторами. Ученые уверены, что это позволит излечить многие формы слепоты. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Com­munications.
Фоторецепторы - светочувствительные нейроны сетчатки глаза. Они принимают свет и конвертируют полученные сигналы в электрические импульсы, которые затем поступают в мозг. Не­ко­то­рые заболевания, к примеру бо­лезнь Штаргардта и возрастная макулодистрофия, вызываются нарушением работы этих клеток, что и приводит к слепоте.

Валерия Канто-Солер, ведущий автор нового исследования университета Джонса Хопкинса, рассказывает, что процесс конвертации стволовых клеток в фоточувствительные клетки сетчатки проходил поэтапно. Для начала клетки генетически "перепрограммировали" таким образом, чтобы те приняли исходное эмбриональное состояние. Затем их трансформировали в так называемые клетки-предшественники сетчатки глаза, которые развились в обычные зрелые фоторецепторы.

По словам исследователей, сроки роста клеток в чашке Петри соответствовали продолжительности развития сетчатки у человеческого плода в утробе матери. Че­рез 28 недель исследователи протестировали сетчатку на ее способность чувствовать свет и трансформировать его в визуальные сигналы. Клетка среагировала на излучение таким же образом, как и природные фоторецепторы в живой сетчатке глаза. Если технология пройдет успешные тесты, она будет использоваться уже в следующем году. Ис­кус­с­твенные сетчатки, практически неотличимые от природных, помогут не только восстанавливать зрение, но и станут прекрасной моделью для изучения заболеваний и тестирования лекарств.

Роговицу восстановят антитела

Исследователи Массачусетского глазного и ушного центра открыли эффективный способ регенерации роговичной ткани глаза, чего ранее не удавалось сделать никому. Результаты этих опытов опубликованы в одном из последних номеров журнала Nature. Долгое время болезни роговицы глаза считались неизлечимыми. Если происходили нарушения в лимбальных клетках, расположенных на границе белка глаза и роговицы, роговичная ткань просто прекращала восстанавливаться, что приводило к потере зрения. Существующие методики пересадки ткани или отдельных клеток не давали стопроцентно позитивного результата. Аме­ри­канские ученые предложили для восстановления роговицы использовать антитела, обнаруживающие молекулы ABCB5, - их используют для создания полноценной роговицы глаза из ткани донора. Проведенные на лабораторных мышах исследования завершились успешно, роговица полностью восстановила свои функции.

Клетки научились перепрограммировать

Ученые из Глазного госпиталя Мурфилдса и Университетского колледжа Лондона (UCL) вырастили в лаборатории эмбриональные стволовые клетки мышей, а затем вживили их в глаза слепым грызунам. Клетки конвертировались в фоторецепторы сетчатки мышиного глаза. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Biotechnology.

Главная идея технологии состоит в том, чтобы не вылечить, а полностью заменить фоторецепторы на новые. Таким образом грызунам удалось вылечить никталопию - расстройство, при котором затрудняется или пропадает способность видеть в темноте. Ведущий автор исследования Робин Али из Университетского колледжа Лондона рассказывает, что искусственная сетчатка прижилась довольно быстро, после чего глаз вновь начал полноценно функционировать. Теперь новую методику протестируют на людях. А в клинической практике ее планируют использовать примерно через пять лет.

Глаза смогут выращивать

Специалисты Центра биологии развития японского Института физико-химических исследований провели эксперимент, в ходе которого из стволовых клеток был выращен глазной бокал - часть глаза зародыша человека. По­д­роб­ности уникального эксперимента описаны в журнале Nature. Ученые поместили эмбриональные клетки в специальный белковый раствор, который заставил их развиться в сетчатку.

Клетки работали точно так, как если бы они находились в зародыше. Насколько серьезный прорыв в сторону киборгизации человечества сделали ученые, говорит тот факт, что сетчатка глаза по сложности строения не уступает коре головного мозга. Она содержит десять слоев и многочисленные контакты между клетками, что обеспечивает феноменальную светочувствительность. Сетчатка не может самовосстанавливаться, поэтому ожоги, разрывы или отслоения компенсируются за счет неповрежденных участков. А в эмбриональной сетчатке клетки после трансплантации могут восстанавливать функции глаза. Ученые пока не определили сроков внедрения разработки в клиническую практику, но говорят, что перспективы весьма оптимистичные.