Ученые Гарвардской медицинской школы успешно восстановили зрение у мышей, повернув время вспять на старых клетках глаза в сетчатке, чтобы восстановить функцию молодых генов.
Работа команды, описанная 2 декабря в журнале Nature , представляет собой первую демонстрацию того, что можно безопасно перепрограммировать сложные ткани, такие как нервные клетки глаза, на более ранний возраст.
Помимо обнуления часов старения клеток, исследователи успешно устранили потерю зрения у животных с состоянием, имитирующим глаукому человека, ведущую причину слепоты во всем мире.
По словам исследователей, это достижение представляет собой первую успешную попытку обратить вспять потерю зрения, вызванную глаукомой, а не просто остановить ее прогрессирование. В случае повторения в ходе дальнейших исследований, этот подход может открыть путь к терапии, способствующей восстановлению тканей различных органов и обращению вспять старения и возрастных заболеваний у людей.
«Наше исследование показывает, что можно безопасно обратить вспять возраст сложных тканей, таких как сетчатка, и восстановить их биологическую функцию в молодости», — сказал старший автор Дэвид Синклер, профессор генетики Института Блаватника Гарвардской медицинской школы, содиректор Центр исследований биологии старения имени Пола Ф. Гленна при HMS и эксперт по старению.
Синклер и его коллеги предупреждают, что результаты еще предстоит воспроизвести в дальнейших исследованиях, в том числе на различных моделях животных, перед какими-либо экспериментами на людях. Тем не менее, добавляют они, результаты предлагают доказательство концепции и путь к разработке методов лечения ряда возрастных заболеваний человека.
«Если будут подтверждены в ходе дальнейших исследований, эти результаты могут иметь решающее значение для лечения возрастных заболеваний зрения, таких как глаукома, а также для биологии и медицинской терапии болезней в целом», — сказал Синклер.
В своей работе команда использовала аденоассоциированный вирус (AAV) в качестве средства доставки в сетчатку мышей трех восстанавливающих молодость гена — Oct4, Sox2 и Klf4 — которые обычно включаются во время эмбрионального развития. Три гена вместе с четвертым, который не использовался в этой работе, вместе известны как факторы Яманака.
Лечение оказало множество положительных эффектов на глаза. Во-первых, он способствовал регенерации нервов после повреждения зрительного нерва у мышей с поврежденными зрительными нервами. Во-вторых, он обратил вспять потерю зрения у животных с состоянием, имитирующим глаукому человека. В-третьих, он обратил вспять потерю зрения у стареющих животных без глаукомы.
Подход команды основан на новой теории о том, почему мы стареем. Большинство клеток тела содержат одни и те же молекулы ДНК, но выполняют самые разные функции. Чтобы достичь такой степени специализации, эти клетки должны читать только гены, специфичные для их типа. Эта регуляторная функция является прерогативой эпигенома, системы включения и выключения генов в определенных паттернах без изменения базовой последовательности ДНК, лежащей в основе гена.