НИИ клинической и экспериментальной лимфологии – филиал ИЦиГ СО РАН совместно сНовосибирским филиалом МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С. Н. Федорова» исследует возможность создания нового вида терапии заболеваний роговицы глаза, приводящих к слепоте. В рамках проекта ученым удалось выделить из стромальной части роговицы клетки, которые могут стать основой для нового препарата, и дать описание их функциональных и морфологических особенностей. Проект реализуется при поддержке Российского научного фонда.

Проект «Лентикулы, полученные методом RELEXSMILE, как источник фибробластов и кератоцитов стромы роговицы для лечения помутнения роговицы» осуществляется с 2023 года на базе лаборатории клеточных технологий НИИКЭЛ под руководством д.м.н. Ольги Владимировны Повещенко. Статья о проводимом исследовании опубликована в International Journal of Molecular Sciences.

В здоровой роговице присутствуют клетки – покоящиеся неподвижные кератоциты. Они образовывают и поддерживают внеклеточный матрикс, обеспечивают морфоструктурную и биохимическую стабильность, прозрачность ткани роговицы. При повреждении роговицы (например, в результате травмы) кератоциты могут трансформироваться в фибробласты и миофибробласты. Последние участвуют в регенерации роговицы, вызывая сокращение раны, организацию фиброзного внеклеточного матрикса и образование рубцов. Возникающий в результате этих процессов фиброз стромы роговицы может стать причиной слепоты. К таким же последствиям могут приводить врожденные или приобретенные заболевания, связанные с дистрофией роговицы. Роговичная слепота является третьей ведущей причиной слабовидения после катаракты и глаукомы. Распространенный метод терапии таких заболеваний – трансплантация донорской роговицы. Однако из-за нехватки донорского материала большое значение имеют поиски новых подходов к лечению роговичной слепоты.

Ученые предложили выделить клетки, которые можно было бы использовать для восстановления роговицы, не прибегая к пересадке органа. Для получения таких клеток было предложено использовать лентикулы – стромальную часть здоровой роговицы глаза, которая удаляется во время лазерных операций по коррекции зрения методом ReLEx SMILE, рассказывают врач МНТК, м.н.с. лаборатории клеточных технологий НИИКЭЛ Кристина Краснер и руководитель проекта, к.б.н. Наталья Бондаренко.

Кератоциты роговицы, выделяемые учеными из лентикул, представляют собой покоящиеся клетки, их трудно размножить in vitro в количествах, подходящих для клинического и экспериментального использования. Поэтому на первом этапе исследования из биологического материала были выделены фибробласты – клетки соединительной ткани организма, синтезирующие внеклеточный матрикс и коллаген. Эти клетки находятся в активном состоянии и обладают высоким пролиферативным потенциалом. Из них ученые выделили тип клеток, пребывающих в состоянии покоя, – так называемые фибробласты, реверсированные в кератоциты. Именно эти клетки в перспективе должны стать основой для нового метода терапии.

Исследования показали, что реверсированные клетки спонтанно образовывали 3D-сфероиды. Образование сфероидов является косвенным свидетельством того, что кератоциты, полученные в результате реверсии фибробластов, приобретают не только морфологические, но и функциональные свойства первичных кератоцитов роговицы.

– Клетки, группирующиеся в 3D-сфероиды, обладают более высокой выживаемостью, лучше взаимодействуют друг с другом. Поэтому считается, что при введении препарата они будут оказывать лучшее действие на ткани и органы, – поясняет Наталья Бондаренко.

Образовавшиеся клетки экспрессировали кератокановые и люмикановые маркеры, обладали низкой пролиферативной и миграционной активностью. Также было замечено, что реверсированные фибробласты имеют более высокую, чем в фибробластах, электронную плотность цитоплазмы и содержание органелл. То есть, находясь в состоянии покоя, клетки воспроизводят процессы, важные для нормального функционирования роговицы.

Таким образом, было продемонстрировано, что фибробласты из лентикул ReLEx SMILE превращаются в реверсированные клетки, сохраняющие морфологию и функциональные свойства первичных кератоцитов. Синтезированные клетки обладают потенциалом для тканевой инженерии и клеточной терапии различных патологий роговицы.

Следующим этапом исследования станет проверка эффективности полученных клеток на животных моделях. Ученым предстоит выяснить, помогают ли стромальные клетки восстановить прозрачность роговицы. Если результаты будут положительными, это в дальнейшем позволит говорить о возможности клинических испытаний и на человеке. Все это позволит ответить на главный вопрос: возможно ли использовать полученные из лентикул клетки в лечении травм роговицы человека.

Источник: НИИ клинической и экспериментальной лимфологии – филиал ИЦиГ СО РАН.