Зрение можно восстановить посредством регенерации нервных волокон
Эксперимент, впервые проведённый на мышах, показал: благодаря визуальной стимуляции можно добиться восстановления волокон зрительного нерва в «поломанных» нейронах сетчатки глаза. Надо сказать, что регенерация аксонов проходила гораздо быстрее в сочетании с нервной стимуляцией медикаментозного характера, чем без таковой. Зрение у испытываемых мышей удалось восстановить частично, но это уже звучит многообещающе.
По словам Пауэра Сейвинга, доктора медицинских наук, являющегося директором Национального Института Глаза в США, долгожданное восстановление связи в зрительной системе между нейронами – это одна из крупнейших проблем для разработки современной регенеративной терапии при болезнях, которые ведут к потере зрения. Данное исследование демонстрирует, что млекопитающие обладают бо́льшей способностью к регенерации всей центральной нервной системы по сравнению с методами, известными раньше.
О передаче визуальной информации
Как известно, зрительный нерв нужен для передачи информации визуального характера от чувствительных к свету нейронов сетчатки глаза прямо к зрительному центру самого головного мозга. Речь идёт о пучке нервных корешков, слагаемом из более чем 1 млн аксонов. Каждый такой нейрит отходит от сетчатки ганглиозных клеток. Разные глазные заболевания, которые сопровождаются поражением вышеупомянутого зрительного нерва, типа глаукомы, зачастую приводят к полной или частичной потере зрения из-за повреждения либо разрушения описываемых аксонов. Интересно, что клетки зрительного нерва у взрослых не способны к полноценному восстановлению. Таким образом, потеря зрения ввиду повреждения зрительного нерва обычно необратима.
Как проходит испытание, восстанавливающее зрительные нервы?
В ходе исследования научные мужи передавили специнструментом у мышек зрительный нерв в задней части глазного яблока. Далее подопытную группу грызунов в течение 3 недель помещали в камеру буквально на пару-тройку часов в сутки, где животным показывали разные изображения с очень высокой контрастностью. А уже после завершения эксперимента выявлено: у мышей имело место несущественное восстановление аксонов, но значительное в сравнении с сородичами, не получавшими должную визуальную стимуляцию.
Немного ранее было доказано, что рост активности белка mTOR ведёт к регенерации зрительного нерва. И тогда многие учёные задались вполне резонным вопросом: может ли подобное лечение иметь реальный синергетический эффект при сочетании визуальной стимуляции с высокой активностью mTОR. Для данных целей за 2 недели до непосредственного пережатия зрительного нерва в 1 глазу у грызунов новой группы служители науки провели генную терапию с целью вызвать гиперэкспрессию mTOR в ганглиозных клетках сетчатки. Затем подопытной группе зверьков провели визуальную стимуляцию с помощью изображений с достаточно высокой контрастностью. Спустя 3 недели учёным удалось обнаружить гораздо более обширную регенерацию пресловутых аксонов, которые успели вырасти на 6 мм.
Вдохновлённые и воодушевлённые столь замечательными результатами, исследователи вновь увеличили mTOR-активность, а также ушили здоровый глаз, повысив визуальную нагрузку именно на тот глаз, у которого был пережат зрительный нерв. В результате данной комбинированной терапии с усиленной зрительной стимуляцией и повышенной mTОR-активностью получилась регенерация аксонов вниз по длине зрительного нерва и во многих зрительных центрах мозга.
По утверждению Эндрю Губермана, ведущего автора доклада, кандидата медицинских наук, являющегося доцентом кафедры Медицинской нейробиологии Стэнфордского университета, он и его коллеги увидели наиболее значительный рост аксонов при закрытии здорового глаза, когда мыши смотрели только травмированным глазом. Через буквально 3 недели аксоны выросли аж на 12 мм, что приблизительно в 500 раз быстрее, чем в случае с аксонами без стимуляции mTOR. Соответствующий доклад опубликован на страницах журнала Nature Neuroscience.
Стоит отметить, что подопытные грызуны, ставшие счастливыми «обладателями» MTOR-стимуляции и комбинированной терапии интенсивной визуальной стимуляции, стали немного лучше видеть. Учёные использовали 4 теста для оптимальной оценки 4 видов зрительного восприятия: способности отслеживать движущиеся объекты, зрачковые рефлексы, оценки расстояния плюс способность обнаруживать хищника либо опасность (речь идёт о стимуле, который вызывает у мышек сигнал к замиранию в укрытии или немедленному бегству). Животные, получавшие замечательную комбинированную терапию, сумели показать лучший результат по сравнению со своими сородичами из контрольной группы в 2 из 4 тестов.
Томас Гринвелл, работающий программным директором исследований в сфере нейронаук и отделения сетчатки глаза при Нaциональном Институте Глаза, констатировал, что эксперимент показал поразительные результаты. Отныне есть поистине грандиозные перспективы для успешного лечения различных дегенеративных недугов сетчатки глаза с помощью регенеративной медицины.
В ближайшем будущем для новых методов терапии, которые сохраняют аксоны зрительного нерва, следует разработать специальные фильтры для применения в видеоиграх, виртуальной реальности, телепередачах либо же очков для визуальной стимуляции. Единственный недостаток этого исследования таков: пережатие зрительного нерва не может в полной мере имитировать характерные процессы, протекающие при травмах и заболеваниях, которые ведут к слепоте. Вот почему в настоящее время исследователи тщательно изучают воздействие зрительной стимуляции в модели глаукомы у мышей.