Искусственная сетчатка из стволовых клеток

Из индуцированных стволовых клеток впервые удалось получить фрагмент сетчатки человека, клетки которой оказались чувствительны к свету.

Гибель клеток сетчатки служит одной из главных причин ухудшения зрения, особенно в пожилом возрасте. Болезнь может затрагивать и сами фоторецепторы, палочки и колбочки, и питающие их клетки, и те, что проводят сигнал от фоторецепторов дальше в мозге. И, к сожалению, до сих пор в таких случаях всё ограничивается поддерживающей терапией и попытками по возможности замедлить болезнь. С потерей же фоторецепторов приходится мириться: что пропало, то пропало. Так что больному остаётся лишь рассчитывать на то, что его состояние не ухудшится.

Однако со временем исследователи стали задумываться над тем, нельзя ли как-то скомпенсировать гибель клеток сетчатки. Один из вариантов – это использовать электронный протез, вроде тех, что создала компания Second Sight. Здесь действительно удалось достичь крупных успехов: протез под названием Argus II стал первым «заменителем сетчатки», рекомендованным к широкому использованию Министерством здравоохранения США. 

Другой способ компенсировать дегенерацию сетчатки подразумевает использование стволовых клеток. В 2011 году исследователи из Джорджтаунского университета впервые сумели вырастить клетки сетчатки из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, которые можно получить из обычных специализированных клеток взрослого человека. Спустя год сотрудники биотехнологической компании ACT вместе с коллегами из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе показали, что больным с заболеваниями сетчатки можно пересаживать эмбриональные (натуральные) стволовые клетки, которые могут улучшить зрение человека, не вызывая иммунного отторжения и не угрожая злокачественной опухолью. 

Однако какой бы способ компенсировать отмирание сетчатки вы ни выбрали, с ней есть одна большая проблема, и проблема эта заключается в её очень сложном устройстве. Сетчатка представляет собой своеобразный «бутерброд» из семи типов клеток, распределённых по нескольким слоям. Обычно, когда говорят о лечении стволовыми клетками, то имеют в виду, что необходимую ткань сначала выращивают в лаборатории, а потом пересаживают взамен больной ткани у человека. И, если вы хотите заменить испорченную сетчатку, вам нужно сделать так, чтобы стволовые клетки не только превратились в несколько типов клеток, но и чтобы они сформировали правильную слоистую структуру, иначе такая искусственная сетчатка просто не будет работать. Понимая всю сложность задачи, многие исследователи пытались просто вводить в глаз стволовые клетки, рассчитывая, что они сами смогут встроиться в нужное место. 

И всё-таки полноценную сетчатку можно вырастить на лабораторном столе, как это сделали Мария Валерия Канто-Солер (Maria Valeria Canto-Soler) и её коллеги из Университета Джона Хопкинса. Исследователи пытались решить проблему, связанную с получением фоторецепторов из индуцированных стволовых клеток. Когда такое превращение проводят в искусственных условиях, вне организма, то в результате никак не удаётся получить функциональные клетки, которые реагировали бы на свет. В опытах такого рода стволовые клетки обрабатывают сложным коктейлем молекул, имитируя химические сигналы, которые клетки развивающейся сетчатки получают от своих соседей. То, что настоящие фоторецепторы всё-таки не «дозревают» до рабочего состояния, можно было бы списать на несовершенство молекулярного коктейля.

Но, вместо того, чтобы дальше совершенствовать это «зелье превращения», исследователи из Университета Джона Хопкинса пошли по другому пути. Они попытались воссоздать не столько химические, сколько физические условия, такие, как характер поверхности, на которой растут трансформирующиеся стволовые клетки, расстояния между ними и т. д. И действительно, на клетки действует ведь не только химия их окружения, но и физика, и архитектура формирующейся ткани и органа, взаимное расположение клеток относительно друг друга играет тут важнейшую роль.

В статье, опубликованной в Nature Communications, авторы работы пишут, что правильные физические условия заставляли стволовые клетки самих синтезировать необходимые для превращения вещества. В итоге, по словам экспериментаторов, им удалось на лабораторном столе получить кусочек человеческой сетчатки с правильной структурой и довести его до стадии 28-недельного зародыша. На этом этапе развития у фоторецепторов уже должна появляться чувствительность к свету. Исследователи ввели в искусственную сетчатку электроды и обнаружили, что её рецепторы действительно реагируют на свет – искусственная сетчатка была функциональной и весьма походила на обычную. 

Имея на руках метод, с помощью которого удастся выращивать функциональную сетчатку из собственных клеток пациента, можно решить проблему всех заболеваний, связанных с дегенерацией зрительных клеток: больную сетчатку будут в буквальном смысле «латать» выращенными в лаборатории фрагментами. Однако, хотя в теории это можно делать хоть сейчас, на практике должен пройти ещё не один год, пока учёные будут оптимизировать и проверять метод в клинических исследованиях.

Глаза являются важным и значимым органом в жизни каждого человека. С их помощью получается спокойно жить в окружающем мире, осуществлять различные действия. Но под воздействием внешних раздражителей, качество зрения ухудшается. К сожалению, не все недуги, связанные с глазами, возможно излечить с помощью медикаментов. В запущенных случаях обойтись без операции невозможно.

Хирургическое вмешательство способно спасти положение, решить появившиеся проблемы и восстановить зрение. А позднее обращение к специалисту, может спровоцировать полную слепоту.

Замена сетчатки глаза в России с 2017 года не является новостью. В процессе процедуры, осуществляется пересадка сетчатки, что значительно повышает качество зрения. Данная операция обладает рядом особенностей, о которых необходимо знать каждому, кто на нее решился.

Первая пересадка сетчатки глаза

Первая трансплантация сетчатки была проведена японскими исследователями. Им удалось вырастить из стволовых клеток функционирующие клетки сетчатки и имплантировать их слепым мышам, после чего зрение было частично восстановлено.

Ученые центра Riken в японском городе Кобе исследовали эмбриональные стволовые клетки мышей, чтобы сформировать так называемые глазные чашки, примитивную структуру глаза. Внутри глазного стакана образуется сетчатка, на которой находятся фоторецепторы, позволяющие видеть. Снаружи образуется так называемый ретинальный пигментный эпителий (RPE), который позже в глазу образует границу с сосудистой оболочкой. У человеческого эмбриона глазные кружки видны примерно на шестой неделе.

Показания

Хирургическое вмешательство необходимо только в определенных случаях. Перед тем, как приступать к нему, пациент должен пройти полное обследование. Это необходимо для того, чтобы поставить точный диагноз и оценить степень повреждения сетчатки. Операция по пересадке сетчатки глаза необходима в следующих ситуациях:

• Когда на сетчатке наблюдаются отчетливые рубцы, после травмы или сильного удара.
• Если начался процесс деформации.
• При наличии воспаления.
• Если наблюдается дистрофия.
• Если пациент получил химический ожог, в результате чего глаз был поврежден.
• При наличии различных грибков и паразитов, оказывающих негативное воздействие на глаза.

В запущенных случаях, когда в глазах уже начались необратимые изменения, исправить положение возможно с помощью трансплантации сетчатки глаза. Подобная операция активно практикуется отечественными специалистами. Эта операция осуществляется в следующих случаях:

• Когда происходит серьезное повреждение, вплоть до отмирания отдельных клеток. Подобное наблюдается при дистрофии желтого тела.
• Когда в сетчатке нарушается кровообращение, что происходит в результате макулодистрофии.
• Когда на глазах образуется опухоль.
• Когда начинается процесс отслаивания сетчатки.

Трансплантация способна помочь даже в запущенных ситуациях и является единственным шансом человека сохранить зрение. Важно обращаться к врачу с появлением первых признаков болезни. Опытные специалисты способны сохранить зрение даже в тяжелых ситуациях. Но перед началом такой тяжелой и сложной операции, необходимо пройти ряд важных обследований. К ним относятся следующие:

• Проконсультироваться у офтальмолога.
• Сдать кровь на анализ.
• Пройти процедуру биомикроскопии.
• Пройти процедуру компьютерной кератографии.
• Пройти обследование глазного дна.

Отзывы на операцию по пересадке искусственной сетчатки для незрячих в целом положительные. В большинстве случаев удалось частично или полностью восстановить зрение. Отечественные врачи начинают активно практиковать данную операцию.

Тонкости операции

Операция по замене сетчатки глаза производится различными способами. Обычно она производится с помощью специализированного протеза.

Первый вариант считается настоящим прорывом в медицине, ведь с его помощью удалось многого достичь. После того как в практике начали активно использовать протезы, большее количество пациентов получили возможность вернуть зрение и излечиться. Если в прошлом необходимо было ждать в очереди, пока не появится донор, то теперь эта проблема нашла свое решение.

Поврежденный участок необходимо удалить. Это делается при помощи специального лазера. Он действует точно и аккуратно, удаляет только мертвые клетки, не задевая живые. Объем удаляемой ткани зависит от степени тяжести случая и необходимости. Этот факт также определяет финальную стоимость операции.

Как проводится операция?

Перед началом хирургического вмешательства в обязательном порядке проводится анестезия. Операцию возможно проводить под местным или общим обезболиванием. Протез фиксируется на глазу при помощи саморассасывающихся нитей. В конце операции, пациенту вводятся противовоспалительные препараты.

В качестве реабилитации и восстановления после осуществления операции, пациенту назначается курс препаратов, необходимых для поддержания здоровья. Также необходимо носить очки и линзы. После проведения операции пациент должен бережно относиться к своему зрению, беречь себя от прямого воздействия солнечных лучшей и прочих внешних факторов, способных навредить глазам.

Преимущества операции

Заболевания сетчатки и ее повреждения, являются первой причиной возникновения слепоты. Но даже при серьезных повреждения, зрительный нерв может сохранять свою работоспособность, что дает шанс на восстановление зрения. Если сохранены нервные окончания глазного яблока, специалисты могут воспользоваться этим фактором, чтобы осуществить хирургическое вмешательство.

С помощью операции, можно не только улучшить зрение человека, но и даже вернуть способность видеть незрячим. Ученые проводят активные исследования на слепых мышах, чтобы однажды подарить всем людям, потерявшим зрение, шанс вновь увидеть мир.

Ожидаемые новшества

Наука не стоит на месте и ученые активно применяют новые методы в своих опытах, чтобы использовать их на практике. На данный момент активно изучается лечение стволовыми клетками, с помощью которых возможно серьезно повлиять на ситуацию. С помощью стволовых клеток планируется найти путь к регенерации, что поможет быстро устранять повреждения сетчатки глаза. В случае успеха, это может стать полноценной заменой пересадке.

Сетчатка является легким объектом для опытов, что позволяет специалистам делать новые открытия. Несмотря на свое сложное строение, он всегда доступен, содержит однотипные клетки, благодаря чему осуществлять опыты с глазом гораздо проще, чем с любым другим органом.

К тому же глаз небольшой орган, а значит для проведения опытов и будущей операции, потребуется небольшое число стволовых клеток. Это значительно облегчает задачу и в будущем позволит оперировать большое количество пациентов. При доставлении клеток к месту, где наблюдается патология, риск отторжения сводится к минимальным показателям. К тому же существует множество устройств и изобретений, созданных специально для того, чтобы регулировать все процессы, происходящие в человеческом глазу.

Несмотря на тот факт, что в исследованиях есть определенные сдвиги и продвижения, использовать эту методику в ближайшее время не будут. Это объясняется степенью риска и количеством вопросов, на которых еще нет ответа. В результате развития болезни, клетки могут не прижиться, что чревато негативными последствиями.

Пересадка сетчатки глаза в России

На данный этап времени, пересадка сетчатки доступна в России. Человек, потерявший зрение или испытывающий серьезные трудности, может рассчитывать на долгожданное восстановление способность видеть. Операции по восстановлению зрения, в случае проблем с сетчаткой, активно практикуются в России. В 2017 году впервые в РФ была проведена успешная операция по имплантации бионической сетчатки глаза. Любой желающий может обратиться в медицинский центр, чтобы получить консультацию и соответствующую помощь.

Одной из главных причин, которая становится причиной консультации и операции, считается отслоение сетчатки. Это сложное заболевание, которое требует немедленного вмешательства специалистов. В этом случае необходимо прикрепить сетчатку обратно к глазу. При этом очень важно провести операцию быстро, пока ситуация не слишком серьезная. В противном случае можно полностью потерять зрение, без возможности на восстановление.

Последнее время в России активно внедряется методика по трансплантации сетчатки глаза. После осуществления ряда исследований и опытов, были достигнуты успехи, что позволило применять методику на пациентах. Общая цена операции может обойтись пациентам примерно в 90 тысяч рублей или больше, зависимости от степени повреждения. Финальная цена выясняется после полного обследования.

Также стоимость операции напрямую зависит от опыта врача и престижности клиники, где будет осуществляться хирургическое вмешательство. Как правило, в хороших клиниках цена намного выше, но и операции проводятся более успешно и качественно. Отечественные хирурги практикуют два метода по трансплантации сетчатки.

• При эстрасксеральном методе, все действия производятся исключительно на поверхности глаза.
• При эндовитреальном методе, все действия производятся исключительно внутри глаза.

Серьезный прорыв в медицине и технологический прогресс, открывают перед людьми большие возможности. Сегодня у человечества появилась возможность вернуть зрение, даже при серьезных проблемах с глазами. Однако помощь возможна лишь при своевременном обращении к врачу. Халатность к собственному здоровью и нежелание посещать клинику, может стать причиной необратимых последствий и полной потери зрения.

Отслоение сетчатки и прочие проблемы, связанные с ней – это серьезная патология, требующая немедленного лечения. При верном медицинском лечении, можно добиться улучшений и полного восстановления зрения.

По этой причине важно уделять внимание своему здоровью, а особенно глазам, ведь они являются неотъемлемой частью человеческой жизни. При появлении неприятных симптомов и различных проблем с данным органом, следует поскорее обратиться к врачу, чтобы получить соответствующую медицинскую помощь и избежать печальных последствий.