Tyrėjai iš „Johns Hopkins University“ atrado naują ląstelinį mechanizmą, paaiškinantį, kaip žmogui susiformuoja aštri, didelės raiškos rega.
Naudodami laboratorijoje išaugintus tinklainės organoidus, mokslininkai nustatė, kaip akis foveolę užpildo būtent tomis šviesai jautriomis ląstelėmis, kurios reikalingos aiškiam, detaliam matymui. Foveolė – tai smulkutė centrinė tinklainės sritis, atsakinga už aštrią, didelės raiškos regą.
Buvo nustatyta, kad aštri žmogaus rega susiformuoja vaisiaus vystymosi metu, vykstant dinamiškai sąveikai tarp vitamino A darinio – retinoinės rūgšties – ir skydliaukės hormonų.
„Tai yra esminis žingsnis siekiant suprasti vidinius tinklainės centro veikimo mechanizmus – šios kritiškai svarbios akies dalies, kuri pirmiausia pažeidžiama sergant geltonosios dėmės degeneracija“, – teigė tyrimui vadovavęs „Johns Hopkins University“ biologijos docentas Robertas J. Johnstonas jaunesnysis.
„Geriau suprasdami šią sritį ir kurdami jos funkciją atkartojančius organoidus, tikimės vieną dieną išauginti ir persodinti šiuos audinius, kad būtų atkurta rega“, – pridūrė R. J. Johnstonas jaunesnysis.
Paslaptingas duetas, formuojantis žmogaus foveolę
Žmogaus tinklainės centre yra smulki, specializuota įduba – foveolė. Nors ji mikroskopinė, būtent ši struktūra sudaro beveik 50 % viso regimojo suvokimo. Dėl jos žmogus gali skaityti tekstą ar įverti siūlą į adatą.
Tam, kad būtų pasiektas toks tikslumas, foveolė turi būti užpildyta vien tik raudoniesiems ir žaliaiesiems kūgeliams priskiriamomis šviesai jautriomis ląstelėmis. Mėnieji kūgeliai, atsakingi už žemesnės raiškos spalvų suvokimą, šioje sistemoje laikomi triukšmu.
Laboratorijoje išaugintos miniatiūrinės tinklainės parodė, kad yra specifiniai ląsteliniai mechanizmai, kurie išdėsto raudonuosius, žaliuosius ir mėnuosius kūgelius. Foveolė išsiskiria tuo, kad joje mėnieji kūgeliai yra išskirtinai eliminuojami, taip maksimaliai padidinant regos aštrumą ir vaizdo ryškumą.
Foveolė susiformuoja per tiksliai suderintą dviejų cheminių etapų procesą vaisiaus vystymosi metu.
Maždaug 10–14 nėštumo savaitę retinoinė rūgštis (vitamino A darinys) pirmiausia apriboja pradinių mėnųjų kūgelių gamybą. Vėliau skydliaukės hormonai paskatina likusius mėnuosius kūgelius fiziškai persitvarkyti į raudonuosius ir žaliuosius kūgelius.
„Pirmiausia retinoinė rūgštis padeda nustatyti ląstelių pasiskirstymo modelį. Tada skydliaukės hormonas atlieka vaidmenį konvertuojant likusias ląsteles“, – aiškino R. J. Johnstonas. – „Tai itin svarbu, nes jei toje srityje išlieka mėnųjų kūgelių, regėjimas tampa prastesnis.“
Šie ląstelių virtimo vienų kitomis duomenys meta iššūkį maždaug 30 metų gyvavusiai teorijai, esą mėnieji kūgeliai vystymosi metu fiziškai migruoja iš tinklainės centro.
„Pagrindinis šios srities modelis, gyvuojantis apie 30 metų, teigė, kad nedidelis kiekis mėnųjų kūgelių šiame regione tiesiog pasišalina, kad šios ląstelės vieną kartą „apsisprendžia“, kokios jos bus, ir tokios išlieka visą laiką“, – sakė R. J. Johnstonas. – „Mes dar negalime visiškai atmesti tokios galimybės, tačiau mūsų duomenys palaiko kitokį modelį. Šios ląstelės laikui bėgant iš tikrųjų persitvarko, kas labai nustebino.“
Galimos būsimos gydymo strategijos
Kadangi įprasti laboratoriniai modeliniai organizmai, tokie kaip pelės ar žuvys, neturi specifinio žmogaus tinklainės foveolės ląstelių išsidėstymo modelio, organoidai atveria naujas galimybes ieškant gydymo būdų regos sutrikimams.
Tai gali padėti kurti naujus gydymo metodus šiuo metu nepagydomoms regos ligoms, pavyzdžiui, geltonosios dėmės degeneracijai.
Tobulindama laboratorijoje išaugintus tinklainės organoidus, „Johns Hopkins University“ komanda siekia kuo tiksliau atkartoti žmogaus akies veiklą ir galiausiai sukurti „pagal užsakymą“ gaminamus fotoreceptorius.
Toks proveržis galėtų atverti kelią pažangioms ląstelių terapijoms, kai sveikos, laboratorijoje išaugintos ląstelės būtų persodinamos į paciento akį, pakeičiant pažeistus audinius ir potencialiai atkuriant regą.
