Rannsókn sýnir nýja leið til að snúa við erfðablindu hjá spendýrum
Ljósnemar eru frumur í sjónu (aftan á auganu) sem þegar það er virkjað sendir merki til Heilinn. Keiluljósnemar eru nauðsynlegir fyrir dagssjón, litaskynjun og sjónskerpu. Þessar keilur renna út þegar augnsjúkdómar ná seinna stigi. Rétt eins og heilafrumurnar okkar, endurnýjast ljósnemar ekki, þ.e. þegar þeir þroskast hætta þeir að skipta sér. Þannig að eyðilegging þessara frumna getur dregið úr sjón og stundum jafnvel valdið blindu. Vísindamenn studdir af National Eye Institute of the National Institute of Health USA hafa náð góðum árangri meðfædda blindu í músum með því að endurforrita stuðningsfrumur í sjónhimnu - sem kallast Müller glia - og breyta þeim í stangaljósviðtaka í rannsókn þeirra sem birt var í Nature. Þessar stangir eru ein tegund ljósviðtakafrumna sem eru almennt notaðar fyrir sjón í lítilli birtu en þær sjást einnig til að vernda keiluljósviðtaka. Vísindamenn skildu að ef hægt er að endurnýja þessar stangir innvortis í auganu er þetta möguleg meðferð fyrir mörg auga sjúkdómar þar sem aðallega ljósnemar verða fyrir áhrifum.
Það hefur lengi verið staðfest að Müller glia hefur sterka endurnýjunarmöguleika í öðrum tegundum eins og sebrafiskum sem er frábær fyrirmyndarlífvera til rannsókna. Müller glia klofnar og endurnýjar sig til að bregðast við skaða á froskdýraauga hjá sebrafiskum. Þeir breytast einnig í ljósviðtaka og aðrar taugafrumur og koma í stað skemmda eða týndra taugafruma. Þess vegna geta sebrafiskar aftur séð jafnvel eftir að hafa orðið fyrir alvarlegum meiðslum í sjónhimnu. Aftur á móti laga spendýraaugu sig ekki á þennan hátt. Müller glia styðja og næra nærliggjandi frumur en þær endurskapa ekki taugafrumur á þessum hraða. Eftir meiðsli er aðeins mjög lítill fjöldi frumna endurskapaður sem gæti ekki verið alveg gagnlegt. Þegar framkvæmt er rannsóknarstofutilraunir gæti spendýrið Müller glia líkt eftir þeim í sebrafiskum en aðeins eftir að einhver skaði hefur verið gerður á sjónhimnuvef sem er ekki ráðlegt þar sem það mun vera gagnkvæmt. Vísindamenn leituðu að leið til að endurforrita Müller glia spendýra til að verða stangarljósnemi án þess að valda meiðslum á sjónhimnu. Þetta væri eins og eigin „sjálfviðgerðar“ kerfi spendýra.
Í fyrsta skrefi endurforritunar sprautuðu vísindamenn augu músa með geni sem myndi virkja beta-catenin prótein sem varð til þess að Muller glia skiptist. Í öðru skrefi, sem gert var eftir nokkrar vikur, sprautuðu þeir þáttum sem örvuðu nýskiptu frumurnar til að þroskast í stangarljósviðtaka. Nýstofnuðu frumurnar voru síðan raktar sjónrænt með smásjá. Þessir nýju stangarljósnemar sem voru búnir til voru svipaðir að uppbyggingu og raunverulegir og þeir gátu greint ljós sem kom inn. Að auki mynduðust taugamótakerfi eða netkerfið sem gerir stöfunum kleift að samtengjast öðrum frumum inni í sjónhimnunni til að senda boð til heilans. Til að prófa virkni þessara stangaljósviðtaka voru tilraunir gerðar á músum sem þjáðust af meðfæddri blindu - mýs sem fæddar eru blindar og skortir stangarljósviðtaka sem virka. Þó þessar blindu mýs hafi stangir og keilur skorti þær tvö mikilvæg gen sem gera ljósnemum kleift að senda merki. Stafljósviðtakarnir þróuðust á svipaðan hátt í blindum músum með svipaða virkni og í venjulegum músum. Virkni sást í hluta heilans sem fær sjónræn merki þegar þessar mýs voru útsettar fyrir ljósi. Þannig að nýjar stangir höfðu tengt sig til að senda skilaboð til heilans. Það þarf enn að greina hvort nýjar stangir þróist og virki rétt í sjúku auga þar sem sjónhimnufrumur tengjast ekki eða hafa samskipti á réttan hátt.
Þessi aðferð er minna ífarandi eða skaðleg en önnur meðferðir í boði eins og að setja stofnfrumur í sjónhimnu í endurnýjunarskyni og er skref fram á við á þessu sviði. Tilraunir eru í gangi til að meta hvort mýs sem fæddust blindar endurheimtu getu til að framkvæma sjónræn verkefni, td að hlaupa í gegnum völundarhús. Á þessum tímapunkti lítur það út fyrir að mýs hafi skynjað ljós en hafi ekki getað greint form. Vísindamenn myndu vilja prófa þessa tækni á sjónhimnuvef manna. Þessi rannsókn hafði aukið viðleitni okkar í átt að endurnýjandi meðferðum fyrir blinda af völdum erfðafræðilegra augnsjúkdóma eins og retinitis pigmentosa, aldurstengdra sjúkdóma og meiðsla.
***
{Þú getur lesið upprunalegu rannsóknarritgerðina með því að smella á DOI hlekkinn sem gefinn er upp hér að neðan á listanum yfir tilvitnaðar heimildir}
Heimildir)
Yao K o.fl. 2018. Endurheimt sjón eftir de novo tilurð stangaljósviðtaka í sjónhimnu spendýra. Nature. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0425-3
***
