Могут ли слепые глаза прозреть? — Дэвид Давила

Из-за некоторых генетических заболеваний зрячий от рождения человек может ослепнуть, будучи уже взрослым. Дэвид Давила объясняет причины этого и рассказывает, как аквариумная рыбка Данио-рерио восстанавливает свои глаза, побуждая учёных исследовать этот загадочный организм.

Урок — Дэвид Давила, анимация — Эли Энигенбург.

Представьте, как день за днём

поле вашего зрения становится всё меньше,

всё уже и темнее

до тех пор, пока вы совсем не ослепнете.

Мы привыкли думать о слепоте
как о врождённом недостатке,

однако при многих заболеваниях
вроде пигментного ретинита

и синдрома Ушера

слепота может развиться в детстве

или даже во взрослом возрасте.

Оба этих редких генетических заболевания
повреждают сетчатку глаза —

экран в задней части глаза,
реагирующий на свет, позволяя нам видеть.

А теперь представьте себе,
что глаз может восстанавливаться

и слепые люди снова могут видеть.

Чтобы понять, возможно ли это,
нужно разобраться в работе сетчатки

и в особенностях её строения
у чудесной рыбки

Данио-рерио.

Наша сетчатка состоит
из нескольких слоёв разных клеток

и особенных нейронов, расположенных
в задней части глаза,

называемых палочковыми и колбочковыми
фоторецепторами.

Фоторецепторы превращают свет,
попадающий на сетчатку,

в сигналы, используемые мозгом,
чтобы видеть.

Люди, больные пигментным ретинитом
и синдромом Ушера,

постепенно утрачивают эти фоторецепторы,

пока сетчатка полностью не потеряет
возможность воспринимать свет

и передавать сигналы в мозг.

В отличие от большинства клеток тела,
фоторецепторы не размножаются.

Все фоторецепторы, позволяющие нам видеть,
даны от рождения.

Поэтому у маленьких детей
такие большие глаза,

и отчасти поэтому они такие милые.

Но не у всех животных дела обстоят так же.

Возьмём Данио-рерио, мастера регенерации.

Они могут вырастить новую кожу, кости,
сердце и сетчатку в случае повреждения.

Если фоторецепторы в сетчатке Данио-рерио
удалить или убить токсином,

они просто восстанавливаются и снова
соединяются с мозгом, возвращая зрение.

Учёные исследуют эту сверхспособность,

потому что сетчатка Данио-рерио
очень похожа на человеческую.

Учёные даже в состоянии имитировать
эффекты синдрома Ушера

и пигментного ретинита
на глазах Данио-рерио.

Это позволяет им наблюдать,
как Данио-рерио восстанавливает сетчатку,

чтобы когда-нибудь применить подобный
способ для лечения человеческих глаз.

Так как же работает
сверхспособность Данио-рерио?

Главную роль играют длинные клетки,
тянущиеся сквозь сетчатку,

известные как клетки Мюллера.

Если фоторецепторы повреждены,
эти клетки трансформируются,

меняя свои свойства.

Вместо клеток Мюллера они становятся
больше похожи на стволовые клетки,

которые могут превращаться
в клетки любого типа.

Затем эти длинные клетки делятся,

создавая новые, которые в итоге
вырастут в новые фоторецепторы,

переместятся в заднюю часть глаза
и снова подсоединятся к мозгу.

Сейчас некоторые исследователи полагают,
что поняли, как это работает,

с помощью одного из двух веществ,
стимулирующих работу мозга, —

глутамата и аминоадипата.

В глазах мыши

эти вещества заставляют клетки Мюллера
делиться и превращаться в фоторецепторы,

которые затем движутся на своё место,

как бы пополняя отступающую армию
новыми бойцами.

Но не забывайте, что ничего подобного
ещё не происходило в нашей сетчатке.

Как нам вызвать трансформацию
клеток Мюллера

в человеческом глазу?

Как нам контролировать этот процесс?

Как фоторецепторы вновь соединяются
с сетчаткой?

И возможно ли это вообще у человека?

Или же этот механизм был утрачен
в процессе эволюции?

Пока мы не узнаем о его происхождении,

восстановление сетчатки останется
загадочной сверхспособностью

обычной аквариумной рыбки.