Стволовые клетки восстанавливают хрусталик после операции

Исследователи из Медицинской Школы Калифорнийского Университета Сан-Диего (University of California, San Diego (UCSD) School of Medicine, США ) и Офтальмологического Института Шили (Shiley Eye Institute) совместно с коллегами из Китая разработали новый регенеративный метод для лечения врожденной катаракты новорожденных.

Метод лечения, протестированный на животных и в небольшом клиническом испытании на человеке, сопровождался значительно меньшими хирургическими осложнениями, чем современные методы, и привел к восстановлению хрусталика с превосходной зрительной функцией у всех двенадцати детей с врожденной катарактой, получивших лечение.

Результаты опубликованы в журнале Nature.

Врожденная катаракта – помутнение хрусталика, возникающее при рождении или вскоре после – является основной причиной детской слепоты. Мутный хрусталик препятствует прохождению света к сетчатке и зрительной информации в головной мозг, что приводит к значительной зрительной недостаточности. Современные методы лечения ограничены возрастом пациента и сопровождаются осложнениями. Большинству детей впоследствии требуются коррекционные очки после операции по удалению катаракты.

«Конечная цель стволовых клеток – включить регенеративный потенциал собственных стволовых клеток пациента для восстановления тканей, органов и лечения заболеваний», – говорит Кан Жанг (Kang Zhang), доктор медицины и философии, руководитель Ophthalmic Genetics, директор-учредитель Института Геномной Медицины (Institute for Genomic Medicine) при UCSD и содиректор центра Биоматериалы и Тканевая Инженерия (Biomaterials and Tissue Engineering) Института Медицинской Инженерии (Institute of Engineering in Medicine) при UCSD.

В новом исследовании Жанг и его коллеги руководствовались регенеративным потенциалом эндогенных стволовых клеток. В отличие от других методов работы со стволовыми клетками, предполагающих создание стволовых клеток в лаборатории и введении их обратно пациенту, что потенциально может восприниматься организмом как попадание патогена и вызывает иммунное отторжение, эндогенные стволовые клетки – это клетки, в норме уже находящиеся в месте инъекции или проблемы. В случае с глазом человека, эпителиальные стволовые клетки хрусталика (lens epithelial stem cells, LEC) создают клетки для восстановления хрусталика в течение жизни человека, хотя со временем их активность уменьшается.

Современное хирургическое лечение катаракты, как правило, приводят к удалению эпителиальных стволовых клеток хрусталика; выстилающие клетки у новорожденных начинают неупорядоченный рост и бесполезны для восстановления зрения. После подтверждения регенеративного потенциала LEC на модельных животных, исследователи разработали новый минимально инвазивный хирургический метод, сохраняющий единство капсулы хрусталика – мембраны, помогающей хрусталику принять необходимую для функционирования форму, – а также способ стимуляции LEC для роста и формирования нового функционального хрусталика.

В последующих тестах на животных с моделью катаракты и в небольшом клиническом испытании ученые обнаружили, что новый хирургический метод позволял ранее существующим эпителиальным стволовым клеткам хрусталика восстанавливать функциональный хрусталик. В частности, клиническое испытание на человеке проводилось на двенадцати новорожденных детях в возрасте до 2 лет, получивших новую терапию, и двадцати пяти детях того же возраста, получивших стандартное хирургическое лечение. В последней (контрольной) группе отмечено более высокое число случаев постхирургического воспаления, офтальмогипертензия с ранним началом и повышенное помутнение хрусталиков.

В группе из двенадцати детей, прошедших новое лечение, исследователи отметили меньше осложнений и более быстрое излечение, а через три месяца – ясные восстановившиеся двояковыпуклые хрусталики в глазах всех пациентов.

«Успех этой работы знаменует новый подход к регенерации тканей и органов для лечения заболеваний человека, а также может внести большой вклад в регенеративную терапию, используя регенеративный потенциал нашего организма», – говорит Жанг.

По словам Жанга, он и его коллеги возлагают надежды на экпансию своей работы для лечения возрастной катаракты. Возрастная катаракта является ведущей причиной слепоты в мире. От нее страдает более 20 млн. американцев; ежегодно проводится более 4 млн. операций по удалению мутного хрусталика для замещения на искусственный пластиковый хрусталик, называемый внутриглазной линзой.

Несмотря на технические преимущества, большая часть пациентов, подвергшихся операции, сохраняет субоптимальное зрение после хирургического вмешательства и нуждается в корректирующих очках для вождения автомобиля или чтения. «Мы полагаем, что наш новый подход приведет к сдвигу парадигмы в хирургии катаракты и сможет предложить пациентам более безопасный и лучший метод лечения в будущем», – отмечает ученый.

Белая врожденная катаракта (фото: National Eye Institute, National Institutes of Health)

По материалам University of California - San Diego

Оригинальная статья:
Haotian Lin, Hong Ouyang, Jie Zhu, Shan Huang, Zhenzhen Liu, Shuyi Chen, Guiqun Cao, Gen Li, Robert A. J. Signer, Yanxin Xu, Christopher Chung, Ying Zhang, Danni Lin, Sherrina Patel, Frances Wu, Huimin Cai, Jiayi Hou, Cindy Wen, Maryam Jafari, Xialin Liu, Lixia Luo, Jin Zhu, Austin Qiu, Rui Hou, Baoxin Chen, Jiangna Chen, David Granet, Christopher Heichel, Fu Shang, Xuri Li, Michal Krawczyk, Dorota Skowronska-Krawczyk, Yujuan Wang, William Shi, Daniel Chen, Zheng Zhong, Sheng Zhong, Liangfang Zhang, Shaochen Chen, Sean J. Morrison, Richard L. Maas, Kang Zhang, Yizhi Liu. Lens regeneration using endogenous stem cells with gain of visual function. Nature, 2016; DOI: 10.1038/nature17181