Обнаружена способность клеток глаза перестраиваться при ухудшении зрения
Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе
Ученые из института Jules Stein Eye Institute при Медицинской школе Дэвида Геффена Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе обнаружили, что некоторые клетки сетчатки могут перестраиваться при ухудшении зрения вследствие пигментного ретинита - генетического заболевания глаз, которое приводит к прогрессирующей потере зрения.
В исследовании на мышах ученые обнаружили, что палочковые биполярные клетки - нейроны, которые обычно получают сигналы от палочек, обеспечивающих ночное зрение, - могут образовывать новые функциональные связи с колбочками, обеспечивающими дневное зрение, когда их обычные клетки-партнеры перестают работать. Исследование опубликовано в Current Biology.
Пигментный ретинит поражает миллионы людей во всем мире и является одной из основных причин наследственной слепоты. Хотя заболевание часто прогрессирует медленно, и некоторые пациенты сохраняют удивительно хорошее зрение до среднего возраста, мало что известно о том, как структуры сетчатки адаптируются к потере клеток. Понимание этих естественных механизмов адаптации может открыть новые цели для лечения, направленного на сохранение зрения.
Видео. Источник: Current Biology (2025). DOI: 10.1016/j.cub.2025.05.057 (Видео можно посмотреть, нажав на ссылку)
Исследователи использовали мышей с отключенным геном родопсина, моделирующих раннюю стадию пигментного ретинита, при которой палочки не реагируют на свет, а дегенерация развивается медленно. Они провели электрическую регистрацию сигналов отдельных палочковых биполярных клеток, нейронов, в норме связанных с палочками, чтобы увидеть, как эти клетки ведут себя при потере их обычного партера.
Исследователи также использовали дополнительные модели мышей с отсутствием различных компонентов палочковой сигнализации, чтобы определить, что запускает процесс перестройки связей. Они подкрепили свои выводы, полученные на отдельных клетках, электрическими измерениями всей сетчатки.
Палочковые биполярные клетки у мышей, лишенных функциональных палочек, демонстрировали высокоамплитудные ответы, вызванные колбочками вместо обычных палочковых сигналов. Эти перестроенные ответы были сильными и имели ожидаемые электрические характеристики сигналов, вызванных колбочковыми клетками.
Перестройка наблюдалась именно у мышей с дегенерацией палочек, но не у других мышей, у которых отсутствовали реакции палочек на свет без фактической гибели клеток. Это предполагает, что перестройка клеток запускается самим процессом дегенерации, а не просто отсутствием световых реакций или разрушением синапсов.
Результаты дополняют предыдущую работу исследовательской группы от 2023 года, показывающую, что отдельные колбочковые клетки могут оставаться функциональными даже после серьезных структурных изменений на поздних стадиях заболевания. В совокупности эти исследования показывают, что структуры сетчатки поддерживают функцию посредством различных механизмов адаптации на разных стадиях прогрессирования заболевания, что может помочь учёным определить новые мишени для сохранения зрения у пациентов с наследственными заболеваниями сетчатки.
“Наши результаты показывают, что сетчатка адаптируется к потере палочек, стремясь сохранить чувствительность сетчатки к дневному свету”, - сообщил старший автор исследования А.П. Сампат (A.P. Sampath), доктор философии из института Jules Stein Eye Institute при Медицинской школе Дэвида Геффена Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.
“Когда обычные связи между палочковыми биполярными клетками и палочками теряются, эти клетки могут перестраиваться для получения сигналов от колбочек. Сигналом к этим изменениям, по-видимому, является сама дегенерация, возможно, через роль опорных глиальных клеток или факторов, выделяемых умирающими клетками”.
Один из открытых вопросов заключается в том, представляет ли собой эта перестройка общий механизм, используемый сетчаткой при гибели палочек. В настоящее время группа изучает эту возможность на других мутантных мышах с мутациями в родопсине и других белках палочек, которые, как известно, вызывают пигментный ретинит у людей.
Больше информации: Paul J. Bonezzi et al, Photoreceptor degeneration induces homeostatic rewiring of rod bipolar cells, Current Biology (2025). DOI: 10.1016/j.cub.2025.05.057
Информация о журнале: Current Biology
Хотите больше новостей? Подпишитесь на наши новости в Телеграм и Вконтакте