研究人员培育干细胞来治疗青光眼

MIPT和哈佛大学的研究人员培育干细胞来治疗青光眼
移植两周后,干细胞在视网膜表面形成。信贷:分子治疗-方法与临床发展

一项由MIPT科学家和哈佛大学研究人员共同进行的研究成果已经产生了可以整合进视网膜的视网膜细胞。这是首次在实验室环境中成功移植来自干细胞的神经节细胞(被青光眼破坏的视网膜神经元)。科学家们在老鼠身上测试了这项技术,证实这些细胞成功整合并存活了一年。未来,研究人员计划创建专门的细胞库,这样就可以为每个患者提供个性化的、量身定制的治疗。

这是世界上第一次种植和移植的成功尝试MIPT基因工程实验室的科学家与哈佛医学院的研究人员合作,从干细胞中开发出了这一技术。视网膜神经节细胞负责视觉信息的传输,通常在青光眼中受损。科学家们不仅成功地生长了神经元(视网膜神经节细胞被认为是特殊的神经元),而且还将它们移植到老鼠的眼睛中,实现了人工视网膜组织的正确生长。如果不进行治疗,青光眼会对视神经造成不可逆的损害,从而导致部分视野丧失。这种疾病的发展会导致完全失明。

用特殊的类器官培养视网膜细胞,组织形成于aMIPT基因工程实验室的初级研究员Evgenii Kegeles说。这些细胞随后被移植到几组小鼠体内。MIPT科学家负责重新分离和分析移植的细胞。

“我们在小鼠身上的研究已经阐明了视网膜细胞替代的一些基本问题,例如供体RGCs能否在病变宿主的视网膜中存活?”还是说移植只可能在年轻的宿主体内进行?”“在小鼠实验中,我们使用微珠人工提高眼压,并建立化学诱导神经毒性模型,我们可以证明移植的供体细胞在类似疾病的微环境中存活。此外,我们可以证明,细胞的存活与供者的年龄和细胞在视网膜内的位置无关。”

据作者称,这些细胞已成功存在于小鼠视网膜内12个月,这是物种的重要时期。科学家证实,他们能够从视网膜中的其他神经元接收信号;然而,细胞向大脑发送信号的能力尚未以绝对的确定性评估。

“我们相信,生长的细胞已经嵌入到必要的地方,并将轴突延伸到大脑中,但由于存活的细胞数量相对较少,它们的全部功能目前无法评估。”然而,我们的研究首次证明了移植后供体细胞的重新分离,在分子水平上观察到细胞确实形成突触,生长轴突,并整合到视网膜中。这项技术将使未来对移植细胞和宿主微环境之间的交叉交流的无数研究成为可能。这将使我们能够找到并利用有帮助的分子机制当移植到合适的数量时,就可以改善视觉功能,”Evgenii Kegeles解释说。

老鼠视网膜细胞可以在21天左右由干细胞培养出来。然而,根据MIPT的科学家的说法,人类细胞需要更长的时间——从50天到100天。

即便如此,有青光眼为移植制备的人最有可能不需要从其自身的自体干细胞生长的视网膜组织。由于眼睛是一种免疫特征器官,其中稀释是罕见的,因此可以为这些患者创建一个细胞库;长大的来自普遍供体或诱导的多能干细胞将被储存在那里。这意味着可以提前生长细胞并冻结它们。当患有青光眼的患者需要帮助时,将选择最合适的细胞进行移植。

“诺贝尔诱导多能干细胞奖是在近10年前的2012年颁发的,”基因组工程实验室主任帕维尔·沃尔切科夫(Pavel Volchkov)说。所谓的炒作,实际上是所有参与这个过程的研究团队都认为探索这个主题是他们的职责,已经消失很久了。现在不仅是文字的时候,而且是基于诱导多能干细胞(iPS)的真正技术的时候)。正是这种技术,这项技术是对视网膜移植的研究是基于。这是一个证明这一点的机会在他们的帮助下,一些事情可以被纠正。虽然这项工作还没有应用到临床实践中,但离真正移植治疗青光眼只差几步之遥。”

“确实是一个有利的研究,我们证明了可以使多样化的视网膜神经节细胞神经元数量足以移植。此外,供体神经元融入患病视网膜并持续生存的能力带来了希望和兴奋对于细胞疗法的发展,“诸葛叶眼科研究院的主要调查员”增加了Petr Baranov。

科学家称,这项技术距离临床应用还需要大约10年的时间。


进一步探索

视网膜上的裂口可能有助于修复视神经

更多信息:Julia Oswald等,将MIPSC / MESC衍生的视网膜神经节细胞移植到健康和青光眼视网膜中,分子治疗-方法与临床发展(2021)。DOI: 10.1016 / j.omtm.2021.03.004
引用研究人员培养干细胞治疗青光眼(2021年4月19日
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