Kajian menunjukkan cara baharu untuk membalikkan kebutaan genetik dalam mamalia
Fotoreseptor ialah sel-sel dalam retina (belakang mata) yang apabila diaktifkan menghantar isyarat ke otak. Fotoreseptor kon diperlukan untuk penglihatan siang hari, persepsi warna dan ketajaman penglihatan. Kon ini luput apabila penyakit mata mencapai peringkat seterusnya. Sama seperti sel otak kita, fotoreseptor tidak menjana semula iaitu apabila ia matang, ia berhenti membahagi. Jadi, pemusnahan sel-sel ini boleh mengurangkan penglihatan dan kadang-kadang menyebabkan buta. Penyelidik yang disokong oleh National Eye Institute of the National Institutes of Health USA telah berjaya menyembuhkan buta kongenital pada tikus dengan memprogram semula sel sokongan dalam retina yang dipanggil Müller glia - dan menukarnya menjadi fotoreseptor rod dalam kajian mereka yang diterbitkan dalam Alam. Rod ini adalah salah satu jenis sel penerima cahaya yang biasanya digunakan untuk penglihatan dalam cahaya malap tetapi ia juga dilihat untuk melindungi fotoseptor kon. Penyelidik memahami bahawa jika batang ini boleh dijana semula secara dalaman di mata, ini adalah rawatan yang mungkin untuk banyak mata penyakit di mana terutamanya fotoreseptor terjejas.
Telah lama diketahui bahawa Müller glia mempunyai potensi penjanaan semula yang kuat dalam spesies lain seperti ikan zebra yang merupakan organisma model yang hebat untuk penyelidikan. Müller glia membahagi dan menjana semula sebagai tindak balas kepada kecederaan pada mata amfibia dalam ikan zebra. Mereka juga bertukar menjadi fotoreseptor dan neuron lain dan menggantikan neuron yang rosak atau hilang. Oleh itu, ikan zebra boleh melihat semula walaupun selepas mengalami kecederaan serius di retina. Sebaliknya, mata mamalia tidak membaiki diri dengan cara ini. Müller glia memang menyokong dan menyuburkan sel-sel di sekeliling tetapi mereka tidak menjana semula neuron pada kadar ini. Selepas kecederaan hanya sebilangan kecil sel dicipta semula yang mungkin tidak berguna sepenuhnya. Semasa menjalankan eksperimen makmal mamalia Müller glia boleh meniru yang ada dalam ikan zebra tetapi hanya selepas beberapa kecederaan berlaku pada tisu retina yang tidak digalakkan kerana ia akan menjadi tidak produktif. Para saintis mencari cara untuk memprogram semula mamalia Müller glia untuk menjadi fotoreseptor rod tanpa menyebabkan sebarang kecederaan pada retina. Ini akan menjadi seperti mekanisme 'pembaikan diri' mamalia sendiri.
Dalam langkah pertama pengaturcaraan semula, penyelidik menyuntik mata tikus dengan gen yang akan mengaktifkan protein beta-catenin yang mencetuskan Muller glia untuk membelah. Dalam langkah kedua yang dilakukan selepas beberapa minggu, mereka menyuntik faktor yang merangsang sel yang baru dibahagikan untuk matang menjadi fotoreseptor rod. Sel-sel yang baru terbentuk kemudiannya dikesan secara visual menggunakan mikroskop. Fotoreseptor rod baharu yang dicipta ini mempunyai struktur yang serupa dengan yang sebenar dan ia boleh mengesan cahaya masuk. Selain itu, struktur sinaptik atau rangkaian juga telah dibentuk membolehkan rod saling bersambung dengan sel lain di dalam retina untuk menyampaikan isyarat ke otak. Untuk menguji kefungsian fotoreseptor rod ini, eksperimen telah dilakukan pada tikus yang mengalami buta kongenital - tikus yang dilahirkan buta tidak mempunyai fotoreseptor rod yang berfungsi. Walaupun tikus buta ini mempunyai rod dan kon, kekurangan mereka adalah dua gen kritikal yang membolehkan fotoreseptor menghantar isyarat. Fotoreseptor rod berkembang dengan cara yang sama pada tikus buta yang mempunyai fungsi yang sama seperti pada tikus biasa. Aktiviti dilihat di bahagian otak yang menerima isyarat visual apabila tikus ini terdedah kepada cahaya. Jadi, rod baru telah disambungkan untuk berjaya menghantar mesej ke otak. Ia masih perlu dianalisis sama ada rod baru berkembang dan berfungsi dengan baik dalam mata yang berpenyakit di mana sel retina tidak bersambung atau berinteraksi dengan betul.
Pendekatan ini kurang invasif atau merosakkan berbanding yang lain rawatan tersedia seperti memasukkan sel stem ke dalam retina untuk tujuan penjanaan semula dan merupakan satu langkah ke hadapan untuk bidang ini. Eksperimen sedang dijalankan untuk menilai sama ada tikus yang dilahirkan buta mendapat semula keupayaan untuk melaksanakan tugas visual contohnya berlari melalui labirin. Pada ketika ini ia kelihatan seperti tikus merasakan cahaya tetapi tidak dapat melihat bentuk. Penyelidik ingin menguji teknik ini pada tisu retina manusia. Kajian ini telah memajukan usaha kami ke arah terapi regeneratif untuk buta disebabkan oleh penyakit mata genetik seperti retinitis pigmentosa, penyakit berkaitan usia dan kecederaan.
***
{Anda boleh membaca kertas penyelidikan asal dengan mengklik pautan DOI yang diberikan di bawah dalam senarai sumber yang dipetik}
Sumber (s)
Yao K et al. 2018. Pemulihan penglihatan selepas genesis de novo fotoreseptor rod dalam retina mamalia. Alam. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0425-3
***
