Роговица – это передняя прозрачная оболочка глаза у животных и человека. Она выполняет барьерную функцию, защищая орган зрения от воздействия внешних факторов (например, попадания мелких предметов, воздействия температуры, потоков воздуха, химических веществ и проч.). Помимо этого, роговица является естественной линзой, через которую свет попадает на сетчатку глаза, которая, в свою очередь, отвечает за формирование изображения и преобразование его в нервные импульсы. Однако прозрачность роговицы может утрачиваться из-за ее механических повреждений, химических или термических  ожогов или вследствии врожденных наследственных заболеваний, что приводит к слепоте.

Помутнение роговицы – это симптомом лимбальной недостаточности, заболевания, обусловленного нарушением функции стволовых (лимбальных) клеток ткани роговицы или уменьшением их числа (популяции). При данном заболевании прозрачная оболочка глаза не может обновляться за счет стволовых клеток лимба и постепенно замещается соседствующей с ней непрозрачной конъюнктивальной тканью. В результате на глазу формируется непрозрачное бельмо, препятствующее попаданию света на сетчатку и нарушающее зрительную функцию глаза.

“В нашей группе ведутся исследования, направленные на разработку различных вариантов клеточных продуктов со стволовыми клетками, применение которых направлено на терапию лимбальной недостаточности. При применении нескольких вариантов в эксперименте на роговице кролика мы обнаружили положительную динамику – прозрачность ткани восстанавливалась более эффективно в сравнении с традиционными подходами к терапии”, – рассказывает младший научный сотрудник Лаборатории клеточных биотехнологий ИНЦ РАН Юлия Хорольская.

В данной работе ученые выяснили как ведут себя стволовые клетки после трансплантации, а также оценивали их выживаемость в тканях глаза кролика.

Клеточный продукт представляет собой специальную биосовместимую подложку (скаффолд), на поверхности которой находятся стволовые клетки. Для наглядности эксперимента ученые модифицировали стволовые клетки продукта таким образом, чтобы они экспрессировали флуоресцентные (светящиеся) белки. Затем такие конструкции были трансплантированы на поверхность глаза кроликов с лимбальной недостаточностью. Эффекты действия клеточных препаратов изучали на разных сроках, самый продолжительный эксперимент длился 90 дней.

Показано, что при использовании клеточного продукта запускался активный процесс восстановления патологической роговицы, но уже через две недели жизнеспособность лимбальных клеток падала и сохранялась  в тех областях роговицы, которые оказались менее всего подвержены механическому воздействию. К концу эксперимента (через три месяца) меченые клетки практически исчезли.

“Мы показали в эксперименте самое главное – трансплантация лимбальных клеток может запустить восстановление роговицы. Однако для нормального функционирования наружной оболочки глаза, применяемые клеточные продукты должны быть обеспечены дополнительной защитой стволовых клеток, например, можно создать дополнительную мембрану или пациентам потребуется применять специальные линзы. Полученные результаты обнадеживают, они будут использоваться нами в дальнейшем при разработке более совершенных клеточных продуктов”, – рассказывает Юлия Хорольская.

В исследовании приняли участие ученые ИНЦ РАН, СПбГУ и офтальмологи из   Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова, в которой проводилась  экспериментальная работа на животной модели. Работа выполнена по гранту РФФИ “Аспиранты”, а также в рамках проекта, поддержанного грантом Минобрнауки России (соглашение № 075-15-2020-773).