Interfax-Russia.ru — Ученые предложили лечить помутнение роговицы глаза с помощью ее же клеток. Такой метод позволит избежать сквозной кератопластики.
Специалисты НИИ клинической и экспериментальной лимфологии (НИИКЭЛ) — филиала Института цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН, г. Новосибирск) совместно с коллегами из Новосибирского филиала МНТК "Микрохирургия глаза им. академика С. Н. Федорова" разрабатывают новый метод лечения помутнения роговицы глаза. Статья о работе ученых опубликована в журнале International Journal of Molecular Sciences.
Как поясняет издание СО РАН "Наука в Сибири", в здоровой роговице присутствуют клетки — покоящиеся неподвижные кератоциты. Они образовывают и поддерживают внеклеточный матрикс, обеспечивают морфоструктурную и биохимическую стабильность, прозрачность ткани роговицы.
При повреждении роговицы (например, в результате травмы) кератоциты могут трансформироваться в фибробласты и миофибробласты. Последние участвуют в регенерации эпителия роговицы, вызывая сокращение раны, а затем образование фиброзного внеклеточного матрикса и рубцов. При этом возникающий фиброз стромы роговицы может стать причиной слепоты. К аналогичным последствиям также приводят врожденные или приобретенные заболевания, связанные с дистрофией роговицы.
В настоящее время такие проблемы решают, как правило, путем трансплантации донорской роговицы, однако донорского материала часто не хватает, поэтому ученые из НИИКЭЛ и Новосибирского филиала МНТК "Микрохирургия глаза им. академика С. Н. Федорова" предложили выделить из стромальной части роговицы клетки, которые можно было бы использовать для ее восстановления, не прибегая к пересадке органа.
"Для получения таких клеток предложено использовать лентикулы — стромальную часть здоровой роговицы глаза, которая удаляется во время лазерных операций по коррекции зрения методом ReLEx SMILE", — сообщается в публикации.
Кератоциты роговицы, получаемые из лентикул, представляют собой покоящиеся клетки, их трудно размножить в пробирке в количествах, подходящих для клинического и экспериментального использования. Поэтому сначала из биологического материала выделили фибробласты — клетки соединительной ткани организма, синтезирующие внеклеточный матрикс и коллаген, а уже из них фибробласты (тип клеток, пребывающих в состоянии покоя), реверсированные в кератоциты.
"Исследования показали, что реверсированные клетки спонтанно образовывали 3D-сфероиды. Это является косвенным свидетельством того, что кератоциты, полученные в результате реверсии (возвращения к исходному состоянию — ИФ) фибробластов, приобретают не только морфологические, но и функциональные свойства первичных кератоцитов роговицы", — отмечает издание.
Образовавшиеся клетки выделяли кератокановые и люмикановые маркеры, обладали низкой пролиферативной и миграционной активностью. Также ученые установили, что реверсированные фибробласты имеют более высокую, чем в фибробластах, электронную плотность цитоплазмы и содержание органелл. Находясь в состоянии покоя, клетки воспроизводят процессы, важные для нормального функционирования роговицы.
В дальнейшем исследователи намерены провесить эффективность полученных клеток на животных моделях и выяснить, помогают ли стромальные клетки восстановить прозрачность роговицы.
"Если результаты будут положительными, это в дальнейшем позволит говорить о возможности клинических испытаний и на человеке. Все это позволит ответить на главный вопрос: возможно ли использовать полученные из лентикул клетки в лечении травм роговицы человека", — отметили в СО РАН.
В свою очередь исследователи из новосибирского института "Международный томографический центр" (МТЦ) СО РАН выяснили механизм возникновения возрастной катаракты.
"Для этой цели они использовали новый подход, позволяющий одновременно проводить количественную оценку множества метаболических маркеров в биологических образцах", — сообщало издание СО РАН "Наука из первых рук".
В публикации пояснялось, что небольшие органические молекулы (аминокислоты, органические кислоты, сахара и другие), которые образуются в результате различных биохимических реакций либо поступают извне, служат своего рода "зеркалом", отражающим динамические обменные процессы, происходящие в организме.
"Так, измерив и сравнив содержание различных метаболитов в плазме крови, внутриглазной жидкости и хрусталике глаза, ученым удалось понять механизмы развития возрастной катаракты — заболевания, которым страдает более половины всех людей старше 65 лет. Сегодня его лечат хирургическим путем — трансплантацией искусственного хрусталика", — говорится в публикации.
Хрусталик преимущественно состоит из длинных прозрачных клеток-волокон, заполненных особыми белками-кристаллинами. Эти волокна остаются неизменными в течение всей жизни человека, при этом самые "старые" клетки располагаются в центральной части хрусталика. Под действием факторов стресса (свободных радикалов, ультрафиолетового солнечного излучения и др.) их белки могут слипаться и выпадать в осадок, вызывая помутнение центра хрусталика, — так развивается катаракта. Защитой служат особые соединения (антиоксиданты, УФ-фильтры и др.), содержание которых в хрусталике с возрастом снижается.
Установлено, что большинство из них, за исключением витамина С, синтезируется в тонком слое метаболически активных эпителиальных клеток самого хрусталика. И для профилактики и лечения катаракты нужно научиться каким-то образом восстанавливать работу этих клеток.
Также исследователи установили, что простые сахара являются потенциальными пребиотиками, способствующими восстановлению микрофлоры при воспалительных заболеваниях кишечника, а также выявили биомаркеры агрессивных раковых опухолей мозга (глиом). Глиомы способны быстро меняться, адаптируясь к окружающей их микросреде, и эти изменения, как выяснилось, непосредственно отражаются в метаболоме сыворотки крови. Это открывает новые возможности для массового скрининга и ранней диагностики многих онкологических и воспалительных заболеваний.
Кроме того, в ходе исследования ученым удалось добиться успеха и в решении задачи, важной для криминологии: установления точного времени наступления смерти. Многие из используемых сегодня способов трудоемки, а также недостаточно точны и универсальны.
"Оказалось, что наиболее перспективными образцами являются так называемые глазные жидкости (стекловидное тело и внутриглазная жидкость), которые демонстрируют почти линейные посмертные изменения концентраций ряда метаболитов", — отмечается в сообщении.
