Исследователи ищут способ излечить слепоту, которую вызвало отмирание светочувствительных рецепторов на сетчатке — колбочек и палочек. Одно из таких заболеваний, пигментный ретинит, передается по наследству, но с помощью редактирования генома его вылечить нельзя, потому что придется редактировать несколько сотен генов — именно столько замешано в его развитии. Но вместо этого можно отредактировать сами клетки, внедрив в них нужные гены.
Ретинит убивает колбочки и палочки, но другие клетки, которые участвуют в проведении сигнала от глаз, выживают. Среди них есть и ганглионарные клетки — нейроны сетчатки глаза, которые умеют генерировать нервный импульс. Их и выбрали целью авторы статьи, вышедшей в журнале Nature Communications. Ученые использовали ганглионарные клетки вместо настоящих рецепторов, которых больше нет в живых.
Чтобы клетки в сетчатке реагировали на свет, им нужны соответствующие рецепторы на мембране (их не нужно путать с рецепторами — нервными окончаниями). Самые светочувствительные рецепторы — родопсиновые — находятся на палочках, но они не могут различать цвета. Поэтому в сумерках или ночью мы видим все в основном черно-белым. Другие опсины, которые находятся на колбочках, свет различают похуже, зато могут отличать другие цвета. Кроме того, они лучше реагируют на движения объектов, которые появляются в поле зрения.
Читайте также: Шестые чувства. Электрический нюх, магнитосенсорика и другие недоступные нам суперспособности
В своей работе ученые использовали ген рецептора MW-опсина («MW» означает «middle wavelength», то есть «волна средней длины»). MW-опсин умеет различать зеленый, а кроме того, из всех опсинов он самый «родопсиновый», то есть он светочувствительнее всех остальных цветных опсинов.
Ученые создали вирусный вектор, который нес ген MW-опсина, человеческий промотор для его управления и флуоресцентный маркер, чтобы потом можно было посмотреть, вставился ли ген вообще. Мышам в возрасте около 40 дней сделали инъекции с вирусом прямо в стекловидное тело глаза (это то, что у нас между хрусталиком и сетчаткой) и через 4—8 недель обнаружили, что ген уже работает в 90% ганглионарных клеток.
При этом понять, что видят мыши, нельзя. Поэтому авторы работы провели несколько экспериментов. В одном из них мышей поместили в комнатки с окошками, соединенные переходом. В роли окошек выступали айпады. В одной комнате айпад показывал знак «=», а в другом символ «||». Каждые 15 минут знак менялся.
Мышей били током в комнате со знаком «=», поэтому, если мышь не хотела получить разряд, ей нужно было использовать зрение. Оказалось, что прооперированные мыши прекрасно справлялись с задачей. В другом эксперименте ученые использовали склонность животных к исследованию пространства. Мыши изучали арену с разными укрытиями, путешествуя от одного к другому. Наравне с ними там же перемещались слепые мыши, которые ходили на ощупь. Оказалось, что подопытные животные бегали по арене в полтора раза быстрее слепых.
«Есть некая ирония в том, что это можно было бы сделать уже 20 лет назад», — прокомментировал один из авторов работы, профессор Калифорнийского университета в Беркли Джон Флэннери. Конечно, MW-опсин может различать только зеленый свет, но даже этот результат уже значителен. Ученые надеются, что скоро смогут перейти к экспериментам с людьми.
Максим Абдулаев