Выращенная в лаборатории сетчатка человека показывает, как начинается потеря зрения при болезни Батена

Исследователи из Медицинского центра Университета Рочестера разработали новый способ изучения болезни Батена CLN3, редкого наследственного заболевания, которое вызывает раннюю потерю зрения у детей, а затем прогрессирующее неврологическое ухудшение. Их выводы дают новое понимание того, как начинается заболевание, и указывают на перспективный путь лечения.

Потеря зрения часто является первым и наиболее изменяющим жизнь симптомом у детей с этим заболеванием, влияя на их способность читать, учиться и самостоятельно ориентироваться в мире, часто за годы до появления других неврологических симптомов.

Изучение болезни Батена CLN3 было сложным, поскольку первоначальное повреждение происходит глубоко в сетчатке, части глаза, которая трудно доступна для исследователей. Чтобы преодолеть это, исследователи из Медицинского центра Университета Рочестера создали трехмерную модель сетчатки, полученную из стволовых клеток человека, которая тесно имитирует то, как ключевые части глаза работают вместе, включая взаимодействие между светочувствительными фоторецепторами и вспомогательными клетками, называемыми пигментным эпителием сетчатки (ПЭС).

"Хотя молекулярные и клеточные изменения, связанные с заболеванием, были показаны в других моделях, эта модель сетчатки отражает самую раннюю и наиболее постоянную патологию, наблюдаемую у пациентов, включая потерю и дегенерацию внешних сегментов фоторецепторов", — сказала Ручира Сингх, доцент Института глаз Флаум Медицинского центра Университета Рочестера и автор исследования, опубликованного в журнале Science Translational Medicine.

Хотя болезнь Батена CLN3 долгое время считалась нейродегенеративным расстройством, что означало, что исследователи верили в первичное повреждение нейронов, таких как фоторецепторы, это новое исследование раскрывает более сложную картину.

Используя свою модель, команда показала, что повреждение только вспомогательных клеток ПЭС может вызвать дегенерацию фоторецепторов. Это предполагает, что заболевание может начаться, когда эти вспомогательные клетки не функционируют должным образом. "Наши данные показывают, что первичная дисфункция ПЭС достаточна для инициирования дегенерации фоторецепторов", — сказала Сингх. "Это может помочь объяснить, почему потеря зрения является одним из самых ранних симптомов болезни Батена CLN3."

Исследователи также выявили критическую молекулярную проблему в клетках болезни Батена CLN3: пониженные уровни фермента кислой керамидазы (КК), которая помогает регулировать жиры (липиды) внутри клеток. Когда уровни КК снижаются, развиваются вредные дисбалансы липидов, способствующие повреждению сетчатки.

Для решения этой проблемы команда испытала потенциальное лечение — рекомбинантную человеческую кислую керамидазу (рЧКК) как в выращенных в лаборатории сетчатках, так и в модели заболевания на крупном животном. Результаты были обнадеживающими: терапия улучшила здоровье клеток и снизила признаки дегенерации сетчатки. "рЧКК является сильным терапевтическим кандидатом, потому что она восстанавливает активность фермента в больных клетках, не влияя на здоровые", — сказала Сингх.

Несколько методов лечения болезни CLN3 уже находятся в разработке, включая генную терапию и препараты, нацеленные на метаболизм липидов. Это новое исследование может помочь улучшить эти подходы, подчеркивая важность лечения как фоторецепторов, так и их вспомогательных клеток.

Новая модель сетчатки также предоставляет мощный инструмент для тестирования потенциальных методов лечения болезни Батена CLN3 в системе, которая тесно отражает человеческое заболевание, и может также моделировать другие заболевания сетчатки, которые влияют на ткань фоторецепторов и ПЭС в глазу.

Хотя результаты обнадеживают, требуется дополнительное исследование, прежде чем этот подход можно будет протестировать на пациентах. Будущие исследования будут сосредоточены на долгосрочной безопасности и эффективности, а также на том, может ли эта стратегия помочь решить другие аспекты заболевания, выходящие за рамки потери зрения.