Регенерация нервных волокон позволит восстановить зрение

Исследование, проведенное впервые на мышах, показало, что визуальная стимуляция может помочь восстановить волокна зрительного нерва в поврежденных нейронах сетчатки глаза. В сочетании с медикаментозной нервной стимуляцией, регенерация аксонов проходила значительно быстрее, чем без таковой. У группы испытываемых мышей зрение было восстановлено частично, но уже это звучит многообещающе.

«Восстановление связи между нейронами в зрительной системе является одной из самых больших проблем для разработки регенеративной терапии при заболеваниях, ведущих к потере зрения», — сказал директор Национального Института Глаза в Америке, доктор медицинских наук Пауэр Сейвинг. «Это исследование показывает, что млекопитающие имеют гораздо большую способность к регенерации центральной нервной системы, чем это было известно ранее».

Как происходит передача визуальной информации?

Зрительный нерв необходим для передачи визуальной информации от светочувствительных нейронов сетчатки глаза к зрительному центру мозга. Он представляет собой пучок нервных корешков, состоящий из более чем миллиона аксонов, причём каждый из них отходит от индивидуальной сетчатки ганглиозных клеток. Различные заболевания глаз, сопровождающиеся поражением зрительного нерва, такие как, например, глаукома, приводят к потере зрения из-за разрушения или повреждения этих аксонов. У взрослых людей клетки зрительного нерва не способны к восстановлению, поэтому потеря зрения, связанная с повреждением зрительного нерва, как правило, необратима.

Описание эксперимента по восстановлению зрительных нервов

Во время исследования учёные специальным инструментом передавили у мышей зрительный нерв в задней области глазного яблока. Затем подопытную группу мышей помещали в камеру на несколько часов в день в течение трех недель, где им показывали изображения с высокой контрастностью. После эксперимента было выявлено, что у них произошло незначительное восстановление аксонов, но существенное по сравнению с теми мышами, которые не получали визуальную стимуляцию.

Ранее было выявлено, что увеличение активности белка mTOR способствует регенерации зрительного нерва. Тогда учёные задались вопросом: если сочетать визуальную стимуляцию с повышенной активностью mTOR, может ли такая терапия иметь синергетический эффект. Для этих целей за две недели до пережатия зрительного нерва в одном глазу у мышей новой группы ученые провели генную терапию, цель которой — вызвать в ганглиозных клетках сетчатки гиперэкспрессию mTOR. После этого подопытной группе мышей была проведения визуальная стимуляция при помощи изображений с высокой контрастностью. Через три недели ученые обнаружили более обширную регенерацию аксонов, которые выросли на 6 мм.

Воодушевленные этими результатами, исследователи снова увеличили mTOR-активность, но при этом ушили здоровый глаз, чтобы повысить визуальную нагрузку на глаз с пережатым зрительным нервом. Такая комбинированная терапия с повышенной mTOR-активностью и с интенсивной зрительной стимуляцией привела к регенерации аксонов вниз по всей длине зрительного нерва и в различных зрительных центрах головного мозга.

«Мы увидели самый значительный рост аксонов в том случае, когда закрыли здоровый глаз, заставляя мышей смотреть только травмированным глазом», — сказал ведущий автор доклада Эндрю Губерман, кандидат медицинских наук и доцент кафедры Медицинской нейробиологии Стэнфордского университета. «Через три недели аксоны выросли на целых 12 миллиметров, что примерно в 500 раз быстрее, чем в случае с аксонами, не имевшими стимуляции mTOR». Доклад был опубликован в журнале Nature Neuroscience.

Визуальная функция глаза была частично восстановлена у подопытных мышей, получавших комбинированную терапию интенсивной визуальной и MTOR-стимуляции. Исследователи использовали четыре теста для оценки четырех типов зрительного восприятия: способность отслеживать движущиеся объекты, зрачковый рефлекс, оценку расстояния, а также способность обнаруживать опасность или хищника — стимул, который обычно вызывает у мышей сигнал к бегству или замиранию в укрытии. Мыши, получавшие комбинированную терапию, показали намного лучший результат, чем животные из контрольной группы в двух из четырех тестов.

«Исследование показало поразительные результаты.Теперь мы имеем огромные перспективы для лечения дегенеративных заболеваний сетчатки глаза при помощи регенеративной медицины», — отметил Томас Гринвелл, программный директор отделения сетчатки глаза и исследований в области нейронаук при Национальном Институте Глаза.

В качестве будущих методов лечения, сохраняющих аксоны зрительного нерва, предполагается разработка фильтров для использования в виртуальной реальности, видеоиграх, телевизионных программах или очков, предназначенных для визуальной стимуляции. Однако недостатком данного исследования является тот факт, что пережатие зрительного нерва не имитирует в полной мере типичные процессы, происходящие при заболеваниях или травмах, ведущих к слепоте. Поэтому исследователи в настоящее время изучают влияние интенсивной зрительной стимуляции в мышиной модели глаукомы.

4847 просмотров