Дослідники з Інституту очних хвороб імені Джулса Штайна при Медичній школі Девіда Геффена (Каліфорнійський університет, Лос-Анджелес) виявили, що певні клітини сітківки можуть адаптуватися до втрати зору, пов’язаної з пігментним ретинітом — спадковим захворюванням, що поступово призводить до сліпоти.
У дослідженні, проведеному на мишачих моделях, науковці встановили, що паличкоподібні біполярні клітини — нейрони, які зазвичай отримують сигнали від паличок (фоторецепторів, відповідальних за нічний зір), — здатні формувати нові функціональні зв’язки з колбочками, що відповідають за денний і кольоровий зір. Це відбувається тоді, коли палички втрачають здатність до функціонування. Результати опубліковані в журналі Current Biology.
Пігментний ретиніт уражає мільйони людей у світі та є однією з провідних причин спадкової втрати зору. Незважаючи на те, що хвороба прогресує повільно, а деякі пацієнти зберігають зір до середнього віку, механізми адаптації сітківки до втрати клітин залишаються погано вивченими. Вивчення таких механізмів може відкрити нові терапевтичні цілі для збереження зору.
У своїй роботі дослідники використали мишей з нокаутом гена родопсину — моделі ранньої форми пігментного ретиніту, при якій палички не здатні реагувати на світло, однак дегенерація відбувається поступово. Вони проводили електрофізіологічні записи з окремих паличкоподібних біполярних клітин, щоб з’ясувати, як ці нейрони реагують на втрату свого типового джерела сигналу.
Також були використані додаткові моделі мишей з різними порушеннями паличкового каскаду сигналізації, що дозволило визначити фактори, які запускають процес переналаштування. Отримані дані підтверджувалися електричними вимірюваннями активності всієї сітківки.
У мишей, які втратили функціональні палички, паличкоподібні біполярні клітини виявили неочікувану активність — сильні реакції, спричинені сигналами від колбочок. Ці нові зв’язки мали характерну електрофізіологічну відповідь, типову для колбочок, а не паличок.
Важливо, що таке переналаштування відбувалося лише в умовах справжньої дегенерації паличок, а не просто за відсутності їх реакції на світло. Це вказує на те, що тригером змін є саме процес дегенерації, а не функціональна бездіяльність або пошкодження синапсів.
Отримані результати доповнюють попередні дослідження цієї ж групи 2023 року, які довели, що колбочки можуть залишатися функціональними навіть після суттєвих структурних змін на пізніх стадіях захворювання. Сукупно ці роботи демонструють здатність сітківки до адаптації та підтримки зорової функції завдяки різним механізмам на різних етапах прогресування патології.
За словами провідного автора дослідження, доктора філософії А. П. Сампата, «сітківка має здатність адаптуватися до втрати паличок, зберігаючи денну світлочутливість. Коли традиційні зв’язки між паличками й біполярними клітинами руйнуються, останні можуть переключитися на взаємодію з колбочками».
Механізм цієї пластичності, ймовірно, пов’язаний із процесами, що супроводжують дегенерацію, зокрема дією гліальних клітин чи сигналами, які вивільняються під час загибелі нейронів.
Наразі команда продовжує дослідження на інших генетичних моделях, включаючи мишей із мутаціями в генах родопсину та інших білків паличок, що також асоціюються з пігментним ретинітом у людей. Вчені прагнуть з’ясувати, чи є виявлений механізм переналаштування універсальним для цього типу дегенеративних змін.
Оригінальне дослідження було опубліковане в журналі Current Biology 7 лпиня 2025 року.
