Экзосомы стволовых клеток могут защитить от глаукомы
Ученые обнаружили, что экзосомы стволовых клеток способствуют выживанию клеток ганглия сетчатки у крыс.
Новое исследование на крысах показывает, что секреции стволовых клеток, называемые экзосомами, по-видимому, защищают клетки сетчатки, светочувствительную ткань в задней части глаза. Выводы, опубликованные в «Stem Cells Translational Medicine», указывают на потенциальное лечение глаукомы, которая является основной причиной слепоты в Соединенных Штатах. Исследование проводилось учёными Национального института глаз (NEI), входящего в состав Национального института здоровья.
Экзосомы — микроскопические внеклеточные везикулы (пузырьки) диаметром 30—100 нанометров, выделяемые в межклеточное пространство клетками различных тканей и органов. Долгое время считались частью системы клеточной утилизации, ученые недавно обнаружили, что экзосомы заполнены белками, липидами и генно-регулирующей РНК. Исследования показали, что экзосомы из одной клетки могут поглощаться другой путем слияния с мембраной клетки-мишени, стимулируя ее для создания новых белков. Экзосомы также облегчают взаимодействие между клетками и играют сигнальную роль, что побуждает исследовать их потенциальный терапевтический эффект.
В своем исследовании Бен Мид (Ben Mead), доктор философии, последипломный сотрудник NEI, исследовал роль экзосом в стволовых клетках на клетках ганглиона сетчатки, тип клеток сетчатки, который формирует зрительный нерв, который несет визуальную информацию от глаз до мозг. Смерть клеток ганглиона сетчатки приводит к потере зрения при глаукоме и других зрительных невропатиях.
С практической точки зрения использование экзосом, выделенных из стволовых клеток, дает некоторые ключевые преимущества перед трансплантацией целых стволовых клеток.
Другим важным преимуществом экзосомы является отсутствие рисков, связанных с пересадкой живых стволовых клеток в глаз, что может потенциально привести к таким осложнениям, как отказ от иммунитета и нежелательный рост клеток.
В модели глаукомы крысы Мид изучал эффекты экзосом, выделенных из стволовых клеток костного мозга на сетчатые ганглиозные клетки. Экзосомы вводили еженедельно в стекловидное тело крыс, жидкость в центре глаза. Перед инъекцией экзосомы флуоресцентно помечались, что позволяло исследователям отслеживать доставку экзосомального груза в клетки ганглиона сетчатки. Крысы, обработанные экзосомой, потеряли около трети своих ганглиозных клеток сетчатки после повреждения зрительного нерва по сравнению с 90-процентной потерей среди крыс без лечения. В соответствии с электроретинографией также поддерживалась функция клеток, связанных с экзосомной клеткой сетчатки, которая измеряет электрическую активность клеток сетчатки.
Исследователи определили, что защитные эффекты экзосом опосредуются микроРНК, молекулами, которые влияют на экспрессию гена или молчат. Дальнейшие исследования необходимы, чтобы лучше понять специфическое содержание экзосом, сказал Станислав Томарев, доктор философии, главный исследователь NEI и соавтор исследования.
«Нам нужно знать, какая именно микроРНК — более 2000 различных молекул микроРНК — доставляется в клетки ганглиона сетчатки и какие белки или сигнальные пути нацелены на прибытие», — сказал Томарев. «Нам также необходимо попытаться нацелить экзосомы на конкретные наборы нейронов и других типов клеток или групп клеток».
Наконец, необходимо определить оптимальный метод экзосом, добавил Томарев. Возможно, лучший подход — объединить экзосомы с дополнительным лечением. С точки зрения осуществимости лечения, многое будет зависеть от того, как часто необходимо вводить экзосомы для достижения терапевтического эффекта.