دانشمندان کاهش بینایی مربوط به سن ، آسیب چشم ناشی از گلوکوم در موش ها را معکوس می کنند – ScienceDaily


محققان دانشکده پزشکی هاروارد با بازگرداندن ساعت سلول های پیر چشم به شبکیه چشم برای بازگرداندن عملکرد ژن جوانی ، موفقیت بینایی را در موش ها بازیابی کردند.

کار تیم شرح داده شده در 2 دسامبر در طبیعت، اولین نمایشی است که نشان می دهد می توان با ایمنی مجدد برنامه ریزی بافتهای پیچیده مانند سلولهای عصبی چشم را در سنین پایین انجام داد.

علاوه بر تنظیم مجدد ساعت به سلولهای پیری ، محققان با موفقیت کاهش بینایی را در حیوانات با شرایطی که از گلوکوم انسان ، دلیل اصلی نابینایی در سراسر جهان تقلید می کند ، معکوس کردند.

این تیم گفت که این موفقیت اولین تلاش موفقیت آمیز برای غلبه بر کاهش بینایی ناشی از گلوکوم است ، نه اینکه فقط جلوی پیشرفت آن را بگیرد. اگر این روش با تحقیقات بیشتر تکرار شود ، این روش می تواند زمینه را برای درمان های ترمیم بافت در اندام های مختلف و معکوس پیری و بیماری های وابسته به سن در انسان فراهم کند.

نویسنده ارشد دیوید سینکلر ، استاد ژنتیک در انستیتوی بلاواتنیک در دانشکده پزشکی هاروارد ، مدیر مشترک پل اف گفت: “تحقیقات ما نشان می دهد که ایمن است که سن بافتهای پیچیده مانند شبکیه را برگردانید و عملکرد جوان آن را بازیابی کنید.” مرکز گلن تحقیقات زیست شناسی پیری در HMS و یک متخصص پیر شدن.

سینکلر و همکارانش هشدار دادند که یافته ها باید در مطالعات بیشتر ، از جمله در مدل های مختلف حیوانی ، قبل از هرگونه آزمایش انسانی تکرار شود. با این حال ، آنها اضافه می کنند ، نتایج شواهدی از مفهوم و روش توسعه درمان برای تعدادی از بیماری های انسانی مرتبط با سن را ارائه می دهد.

سینکلر گفت: “اگر با تحقیقات بیشتر تأیید شود ، می تواند برای مراقبت از بیماری های بینایی وابسته به سن مانند گلوکوم و به طور کلی در زمینه های زیست شناسی و درمان پزشکی برای بیماری ها تغییر شکل دهد.”

برای کارهای خود ، تیم از ویروس مرتبط با آدنو (AAV) به عنوان وسیله ای برای رساندن به شبکیه موش ها سه ژن برای بازیابی جوانی – Oct4 ، Sox2 و Klf4 – که معمولاً در طی رشد جنینی استفاده می شوند ، استفاده کرد. این سه ژن ، همراه با ژن چهارم ، که در این کار استفاده نشده است ، در مجموع به عنوان عوامل یاماناکا شناخته می شوند.

این درمان تأثیرات مفیدی روی چشم داشت. اول ، باعث بازسازی اعصاب پس از آسیب عصب بینایی در موش های دارای عصب بینایی آسیب دیده می شود. دوم ، او کاهش بینایی را در حیوانات با شرایطی که از گلوکوم انسان تقلید می کند معکوس کرد. و سوم ، او کاهش بینایی را در حیوانات پیر بدون گلوکوم معکوس کرد.

رویکرد تیم براساس نظریه جدیدی در مورد چرایی سن ما شکل گرفته است. اکثر سلولهای بدن دارای مولکولهای DNA یکسانی هستند ، اما عملکردهای بسیار متفاوتی دارند. برای دستیابی به این درجه از تخصص ، این سلول ها باید فقط ژن های خاص نوع آنها را بخوانند. این عملکرد نظارتی ، حوزه عملکرد اپی ژنوم است ، سیستمی برای روشن و خاموش کردن ژن ها بر اساس مدل های خاص ، بدون تغییر توالی اساسی DNA ژن.

این نظریه فرض می کند که تغییر در اپی ژنوم با گذشت زمان باعث می شود سلول ها ژن های اشتباه را بخوانند و عملکرد نامناسبی داشته باشند – باعث بیماری های پیری می شود. یکی از مهمترین تغییرات در اپی ژنوم متیلاسیون DNA است ، فرایندی که در آن گروههای متیل به DNA می چسبند. الگوهای متیلاسیون DNA در طی رشد جنین تعیین می شود تا سلولهای مختلفی تولید شود. با گذشت زمان ، الگوی متیلاسیون DNA نوجوانان از بین می رود و ژن های داخل سلول هایی که باید روشن شوند خاموش می شوند و بالعکس ، منجر به اختلال در عملکرد سلول می شود. برخی از این تغییرات در متیلاسیون DNA قابل پیش بینی است و برای تعیین سن بیولوژیکی سلول یا بافت استفاده شده است.

با این حال ، اینکه آیا متیلاسیون DNA منجر به تغییرات مربوط به افزایش سن در سلول ها می شود ، هنوز مشخص نیست. در مطالعه حاضر ، محققان پیشنهاد کرده اند که اگر متیلاسیون DNA پیری را کنترل کند ، با پاک کردن برخی از اثرات آن می توان سن سلولهای موجودات زنده را معکوس کرد و آنها را به حالت جوانتر و زودتر بازگرداند.

کارهای گذشته این موفقیت را در سلولهای رشد یافته در رگهای آزمایشگاهی محقق کرده بود ، اما نتوانست تأثیر آن را بر موجودات زنده نشان دهد.

یافته های جدید نشان می دهد که از این رویکرد می توان در حیوانات نیز استفاده کرد.

غلبه بر یک مانع مهم

یوآنچنگ لو ، همکار تحقیقاتی ژنتیک در HMS و دانشجوی دکترای سابق آزمایشگاه سینکلر ، نویسنده اصلی این مطالعه ، ژن درمانی ایجاد کرده است که می تواند با ایمنی سن سلول را در یک حیوان زنده معکوس کند.

کار لو بر اساس کشف جایزه نوبل شینیا یاماناکا است که چهار عامل رونویسی Oct4 ، Sox2 ، Klf4 ، c-Myc را مشخص می کند که می توانند مارکرهای اپی ژنتیکی سلول ها را پاک کرده و آن سلول ها را به حالت اولیه جنینی برگردانند. که آنها می توانند در هر نوع سلول دیگر رشد کنند.

با این حال ، مطالعات بعدی دو شکست مهم را نشان داده است. اول ، هنگامی که در موش بالغ استفاده می شود ، چهار عامل Yamanaka نیز می تواند باعث رشد تومور شود ، و این روش را خطرناک می کند. دوم ، عوامل می توانند حالت سلولی را به ابتدایی ترین حالت سلولی برگردانند ، بنابراین هویت سلول را به طور کامل پاک می کنند.

لو و همکارانش با کمی تغییر رویکرد ، این موانع را دور زدند. آنها ژن c-Myc را رها کردند و فقط سه ژن دیگر را به Yamanaka ، Oct4 ، Sox2 و Klf4 تحویل دادند. روش اصلاح شده بدون موفقیت در رشد تومور یا از دست دادن هویت ، پیری سلولی را با موفقیت معکوس کرد.

ژن درمانی که برای بازسازی عصب بینایی استفاده می شود

در مطالعه حاضر ، محققان سلولهای سیستم عصبی مرکزی را هدف قرار می دهند ، زیرا این اولین قسمت از بدن است که تحت تأثیر پیری قرار دارد. پس از تولد ، توانایی سیستم عصبی مرکزی برای بازسازی سریع کاهش می یابد.

برای آزمایش اینکه آیا توانایی احیا re حیوانات جوان به موشهای بالغ قابل انتقال است ، محققان ترکیب اصلاح شده سه ژن را از طریق AAV به سلولهای گانگلیونی شبکیه در موشهای بالغ با آسیب عصب بینایی تحویل دادند.

لو و سینکلر برای کارهای خود با Gigan He ، استاد مغز و اعصاب و چشم پزشکی در بیمارستان کودکان بوستون که در حال بررسی بازسازی عصب عصب بینایی و نخاع است ، همکاری کردند.

درمان منجر به افزایش دو برابری در تعداد سلولهای گانگلیونی شبکیه پس از آسیب و افزایش پنج برابری در رشد عصب شد.

لو گفت: “در ابتدای این پروژه ، بسیاری از همكاران ما گفتند كه رویكرد ما با شکست روبرو خواهد شد یا برای استفاده از آن بسیار خطرناك است.” “نتایج ما نشان می دهد که این روش ایمن است و می تواند به طور بالقوه انقلابی در درمان چشم و بسیاری از اندام های دیگر تحت تأثیر پیری ایجاد کند.”

معکوس گلوکوم و کاهش بینایی مربوط به سن

به دنبال یافته های دلگرم کننده از موش های آسیب دیده به عصب بینایی ، این تیم با همکاران موسسه تحقیقات چشم Schepens در ماساچوست ، بروس زاندر ، استادیار چشم پزشکی در HMS و مردیت گرگوری-زاندر ، استادیار چشم پزشکی در HMS همکاری کردند. آنها دو مجموعه آزمایش را برنامه ریزی كردند: یكی برای آزمایش اینكه آیا یک کوکتل تری ژنیک می تواند از دست دادن بینایی ناشی از گلوکوم را بازیابی کند یا خیر ، و دیگری اینکه آیا این روش می تواند کاهش بینایی ناشی از پیری طبیعی را معکوس کند یا خیر.

در یک مدل موش گلوکوم ، درمان منجر به افزایش فعالیت الکتریکی سلولهای عصبی و افزایش قابل توجهی در بینایی شد که توسط توانایی حیوانات برای دیدن خطوط عمودی متحرک روی صفحه اندازه گیری می شود. قابل توجه است ، او این کار را بعد از اینکه از بین رفتن بینایی ناشی از گلوکوم رخ داده بود ، انجام داد.

Xander گفت: “ترمیم عملکرد بینایی پس از آسیب به ندرت توسط دانشمندان نشان داده شده است.” “این روش جدید ، که با موفقیت بسیاری از دلایل از دست دادن بینایی در موش ها را بدون نیاز به پیوند شبکیه معکوس می کند ، یک روش درمانی جدید در پزشکی احیا کننده است.”

این روش درمانی در موشهای بالغ و 12 ماهه با کاهش بینایی به دلیل پیری طبیعی به روشی مشابه انجام شد. پس از درمان در موشهای بزرگسال ، الگوهای بیان ژن و سیگنالهای الکتریکی سلولهای عصبی بینایی همانند موشهای جوان بود و بینایی بازیابی شد. هنگامی که محققان تغییرات مولکولی سلولهای تحت درمان را تجزیه و تحلیل کردند ، آنها الگوهای وارونه متیلاسیون DNA را پیدا کردند ، مشاهده ای که نشان می دهد متیلاسیون DNA فقط یک نشانگر یا تماشاگر در روند پیری نیست ، بلکه یک عامل فعال است که آن را هدایت می کند.

سینکلر گفت: “آنچه به ما می گوید این است که ساعت فقط زمان را نشان نمی دهد – زمان آن است.” “اگر عقربه های ساعت را به عقب برگردانید ، زمان نیز به عقب برمی گردد.”

محققان می گویند اگر یافته های آنها با کار بیشتر با حیوانات تأیید شود ، آنها می توانند آزمایش های بالینی را طی دو سال برای آزمایش اثربخشی روش در افراد مبتلا به گلوکوم آغاز کنند. محققان گفتند ، تاکنون یافته ها دلگرم کننده است. در مطالعه حاضر ، درمان یک ساله کل بدن موش ها با رویکرد تری ژنیک هیچ عارضه جانبی منفی را نشان نداد.


منبع: hobobat-news.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*