Оптогенетика превратила нервные клетки в фоторецепторы и восстановила зрение макак

Биологи смогли пустить сигнал через глаз в обход неработающих фоторецепторов. Для этого они адаптировали технологию оптогенетики и запустили в сетчатку вирусоподобные частицы, которые заставляют ганглионарные нервные клетки реагировать на свет. В результате глаз макаки снова стал реагировать на освещение как здоровый, но то, насколько такое зрение будет четким, еще только предстоит выяснить. Статья опубликована в журнале Nature Communications.

Сетчатка глаза имеет слоистое строение. Ключевым ее элементом являются светочувствительные палочки и колбочки, от которых по цепочке импульс передается на ганглионарные нервные клетки. Аксоны этих клеток затем собираются в зрительный нерв и передают информацию в мозг, но сами они к свету не чувствительны. Поэтому если из-за генетических нарушений или травм отказывает светочувствительный слой, то зрение теряется.

Джульет Макгрегор (Juliette McGregor) и ее коллеги из Рочестерского университета смогли заставить зрение работать без использования палочек и колбочек, использовав вместо них модифицированные ганглионарные клетки. Для этого они воспользовались методом оптогенетики — технологией, которая внедряет в нервные клетки элементы, делающие их светочувствительными.

Такая модификация осуществляется при помощи вирусных векторов, вирусоподобных объектов, из которых удалены патогенные части кода и оставлено только то, что переносит генный материал в организм. В данном случае добавленные гены заставляли клетки вырабатывать опсин — тот же светочувствительный белок, что и так используется в глазах.

Для того, чтобы убедиться в работоспособности этой идеи, исследователи провели эксперимент на обезьянах вида Макак-крабоед (Macaca fascicularis). В их ганглионарный слой были введены вирусные векторы таким образом, что вырабатывающие опсин клетки сформировали полукруг, вторая половина которого осталась незатронутой для наглядного сравнения. Затем светочувствительные клетки были отделены от нервных, в глаз начали светить лазером.

В итоге нервный импульс от модифицированных ганглионарных клеток от попадания на них света полностью совпал с тем, который испускают обычные при стимуляции от палочек и колбочек. Более того, модификация работала и спустя год, не вызывая осложнений. К сожалению, видимое обезьяной изображение оценить невозможно, поэтому в ближайшем будущем ученые надеются опробовать свой метод на ослепших людях, чтобы в перспективе метод мог найти применение в клинической практике.

Бывают и более необычные примеры применения методов оптогенетики. Так, американские ученые активировали синапсы нейронов отделов, участвующих в производстве песен зебровых амадин, таким образом внедрив информацию о песнях в мозг молодых птиц.

Комментарии: