Интерес ученых к этим клеткам объясняется их способностью к самообновлению и дифференцировке в клетки различных типов. Научившись влиять на эти свойства или воспроизводить их in vitro, врачи, в том числе офтальмологи, получат возможность эффективно бороться с заболеваниями, связанными с повреждениями или дегенерацией клеток, включая патологии сетчатки глаза (пигментного эпителия сетчатки, дегенерации фоторецепторов, др.).

При дегенеративных заболеваниях основная проблема состоит в том, что при проявлении первых симптомов, количество непораженных болезнью клеток настолько мало, что современные подходы к лечению неэффективны. Существующие методы консервативного или хирургического лечения пока не позволяют восстановить функции сетчатки при утрате специализированных клеток, и остается лишь поддерживающая терапия. Поэтому специалистами активно исследуются возможности генной терапии — для восстановления функции мутированного гена при наследственных заболеваниях. Разрабатываются физико-химические методы — создание высокотехнологичных глазных протезов.

Для лечения заболеваний сетчатки глаза, вызванных гибелью каких-либо клеточных типов, ведется большая работа по разработке методов получения и трансплантации этих клеток. Ученые давно обратили внимание на стволовые клетки, открывающие перспективы использования регенеративной медицины для лечения спектра заболеваний различного генеза. В основе этого подхода лежат их уникальные способности — при введении в организм они находят свою нишу (орган или ткань) либо зону повреждения и фиксируются там, восполняя утраченную функцию.

Неоднократно предпринимались попытки создания стволовых клеток из абортивного материала in vitro и трансплантации их пациенту. Но такой подход помимо этических моментов вызывает и ряд других вопросов: стандартизация этого материала, как избежать контаминации и др.

Важнейшим событием в биологической науке стало достижение японских ученых (2006 г.) Казутоши Такахаши и Шинья Яманака. Им удалось вернуть взрослые соматические клетки в «детство», сделать их опять эмбриональными, стволовыми, направляя в нужную сторону с помощью комплекса определенных факторов (впервые плюрипотентные клетки получили из фибробластов мыши). Работая с сочетаниями 24 транскрипционных факторов, участвующих в приобретении и поддержании плюрипотентного состояния, ученые определили комбинацию белковых факторов — Oct4, Sox2, Klf4 и с-Myc (известную теперь как «коктейль Яманака»). Их экспрессия в соматической клетке приводит к ее превращению в плюрипотентную, а полученные клетки стали называть «индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками» (ИПСК). Эта технология генетического репрограммирования оказалась универсальной и позволила получать ИПСК из различных типов клеток человека. В 2012 году ее автор (Шинья Яманака) был отмечен Нобелевской премией по физиологии и медицине.

Новая технология производства ИПСК позволила на принципиально ином уровне создавать модели заболеваний, проводить скрининг лекарственных средств. Ближайшей перспективой стало создание новых средств терапии: после коррекции методами геномного редактирования патологии в ИПСК «исправленные» клетки будут пересаживаться больному человеку.

По мнению Марии Лагарьковой, шансы на успех у этого направления огромные. Она рассказала о таком подходе как трансдифференцировка, когда можно трансформировать любую клетку в другую, причем иногда это можно делать in vivo. Ученые уже могут контролировать, например, подходы к получению пигментного эпителия сетчатки. Методика апробирована в клинических исследованиях. А вот для фоторецепторных клеток таких подходов пока нет — чем больше их изучают биологи, тем больше понимают, насколько они разнообразны.

Еще один подход — получение органоидов для заместительной клеточной терапии. Он предполагает выращивание трехмерных клеточных структур из стволовых клеток, которые повторяют ключевые особенности развития и функционирования нативных органов. Недавние успехи в их создании вызвали большой энтузиазм и ожидания, особенно в отношении их потенциала в качестве заменителей тканей. Исследователи вырастили сложные органоиды мозга, легкого, кишечника и т.д. Такая работа ведется и в России — спикер продемонстрировала фотографии из лаборатории Центра физико-химической медицины им. акад. Ю.М. Лопухина.

Далее она подробно остановилась на возможностях клеточных технологий в офтальмологии. Офтальмологические клинические исследования ИПСК в мире составляют 2% (для сравнения: онкологические — более 20%). С 2020-го по 2022 год в мире проводилось от 10 до 20 таких работ в год.

Первая трансплантация пигментного эпителия сетчатки для лечения возрастной макулодистрофии была проведена в 2012 году. Тогда в качестве источника были применены ИПСК, полученные из материала, не востребованного для экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). Позже к исследованиям, начатым японскими учеными, подключились специалисты США, Китая, Великобритании. Они показали безопасность трансплантации ИПСК при заместительной клеточной терапии.

В этих исследованиях использовались трансплантанты в виде специальных суспензий или на белковых подложках. Число участников небольшое — по 7—8 человек, в некоторых до 20. Об эффективности применяемых технологий по ряду исследований говорить пока рано: прошло еще недостаточно времени после проведения трансплантации. По более ранним получен хороший результат.

Но были и неудачи: в некоторых случаях наблюдались воспалительные реакции, связанные с иммунным отторжением. Наблюдались и отдельные случаи отслоения сетчатки.

Среди задач, которые необходимо решать уже сегодня, спикер назвала безопасность клеточного материала, его стандартизацию. Нужна разработка новых хирургических методов таких вмешательств, нового инструментария. Проведение заместительной клеточной терапии требует и четкого установления стадии заболевания.

Таким образом, ученым предстоит большая работа в области заместительной клеточной терапии. Спикер уверена, что данный подход уже в недалеком будущем станет рутинным в клинической практике офтальмолога при лечении пациентов с тяжелыми, в том числе наследственными, заболеваниями сетчатки глаза, таких, как возрастная дегенерация макулы (ВМД), болезнь Штаргардта, хориоидермия и врожденный амавроз Лебера. А полное раскрытие потенциала этих подходов приведет к появлению методов лечения спектра раннее неизлечимых заболеваний сетчатки глаза.