Слепая сетчатка не молчит — её шум может препятствовать восстановлению зрения

Исследователи госпиталя Jules-Gonin, входящего в состав Факультета биологии и медицины Лозаннского университета, записали спонтанную электрическую активность сетчатки — в темноте, без светового раздражения — и обнаружили, что она производит аномальные ритмы, никогда ранее не измеренные у живого человека. Результаты опубликованы в Nature Communications.

Пигментный ретинит — это группа генетических заболеваний, которые прогрессивно разрушают фоторецепторы, клетки, захватывающие свет. На продвинутой стадии электроретинограмма — стандартный тест функции сетчатки — не выявляет ничего. След остаётся плоским.

Но плоский след — это не мёртвая сетчатка. За потерянными фоторецепторами выживают несколько слоёв нейронов и перестраиваются, процесс, называемый ремоделированием сетчатки, который документируется на протяжении около 20 лет при изучении тканей донора после смерти. Но никто не измерял активность этих перестроенных цепей в живом глазу.

Теам Лаборатории офтальмологических и нейротехнологий под руководством Диего Гецци, Ph.D., адаптировал принцип из неврологии. ЭЭГ в состоянии покоя регистрирует спонтанную активность мозга — без задачи, без раздражения — и выявляет то, что упускают тесты, основанные на выполнении задач.

Применительно к глазу это означает регистрацию сетчатки в темноте, без вспышки и без изображения, и слушание сигнала, который она генерирует самостоятельно. Метод называется электроретинография в состоянии покоя, или rsERG.

Первые записи использовали гибкий датчик, размещённый на роговице у трёх модельных мышей с пигментным ретинитом. Каждая дегенерирующая сетчатка производила колебательный ритм, отсутствовавший у здоровых контролей — обнаруживаемый с самых ранних стадий заболевания и усиливающийся по мере его развития.

Пилотное исследование затем включило пять пациентов на продвинутой стадии заболевания и восемь зрячих добровольцев. Записи длились 40 минут, глаза закрыты, в темноте, используя нитевые электроды, уже распространённые в рутинной клинической практике.

Сетчатка пациентов показала заметно более сильную колебательную активность, чем у видящих участников, в диапазоне частот, близком к наблюдаемому у мышей — первое доказательство того, что дегенерирующие человеческие сетчатки функционально, а не только анатомически перестроены.

В экспериментах на животных команда пошла ещё дальше. Препарат, усиливающий собственное тормозящее сигналирование сетчатки, подавил аномальный ритм. А при снижении шума трансроговичная электрическая стимуляция достигала зрительной коры более эффективно, при более низких токах, и сетчатка стала легче управляемой.

Терапии, направленные на восстановление зрения — сетчаточные имплантаты, оптогенетика, регенеративные подходы — все зависят от способности выживающей сетчатки слушать. Если она занята разговором с собой, это проблема. rsERG предлагает способ повторно и неинвазивно измерять это «бремя колебаний» по мере прогрессирования заболевания: отслеживать дегенерацию там, где текущие тесты читают ничего, помочь определить, кто готов к имплантату или восстановительной терапии, и объективно оценить, работает ли лечение в клиническом испытании.

Принцип не ограничивается пигментным ретинитом и может распространяться на другие условия, связанные с ремоделированием сетчатки, включая возрастную дегенерацию жёлтого пятна.

Авторы намеренно сдержаны в отношении того, что будет дальше. «Это измерение, а не лечение, — говорит Дэвид Литвин, Ph.D., первый автор исследования. — Оно не восстанавливает зрение и не меняет ничей прогноз сегодня. Речь идёт о годах валидации, а не о чём-то готовом для клиники. То, что делает это исследование, — это делает направление достоверным и дает нам неинвазивный способ начать.»