Ученые из Университета Джонса Хопкинса выяснили, как у человека до рождения формируется острое центральное зрение. Они установили, что в этом процессе ключевую роль играет взаимодействие производного витамина А с гормонами щитовидной железы. Открытие, описанное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, опровергает прежние представления о формировании светочувствительных клеток и может помочь разработать методы лечения макулярной дегенерации и других заболеваний, которые приводят к потере зрения.
Чтобы изучить развитие глаза, исследователи использовали органоиды – миниатюрные образцы ткани сетчатки, выращенные в лаборатории из эмбриональных клеток. Наблюдая за ними, ученые проследили, как формируется фовеола, или центральная ямка. Этот крошечный участок в центре сетчатки отвечает за самую высокую остроту зрения и обеспечивает почти половину всего зрительного восприятия человека.
Ученые сосредоточились на фоторецепторах-колбочках, которые отвечают за дневное и цветовое зрение. В отличие от остальной части сетчатки, где есть все три типа колбочек (синие, зеленые и красные), в центральной ямке содержатся только красные и зеленые. Как именно формируется такая структура, долгое время оставалось неясным, поскольку у стандартных лабораторных животных, например мышей, сетчатка устроена иначе.
Работа показала, что на раннем этапе развития в будущей фовеоле сначала появляются синие колбочки. Затем их образование прекращается из-за снижения концентрации ретиноевой кислоты (производного витамина А). После этого гормоны щитовидной железы заставляют уже существующие синие колбочки преобразоваться в красные и зеленые.
Эти результаты опровергают теорию, которая доминировала в науке около 30 лет. Согласно ей, синие колбочки просто перемещались из центра сетчатки на периферию. Новые данные указывают, что клетки не мигрируют, а меняют свою специализацию, оставаясь на месте.
Понимание этого механизма в будущем может лечь в основу новых подходов к восстановлению зрения. Команда исследователей продолжает совершенствовать технологию выращивания органоидов, чтобы они точнее имитировали функции человеческой сетчатки. Это позволит выращивать здоровые фоторецепторы для клеточной терапии и пересаживать их пациентам с такими заболеваниями, как макулярная дегенерация, которая сейчас не лечится.
