Когда в пульте садятся батарейки, их можно просто заменить. С человеческим организмом все намного сложнее. Но ученые начали проверять, можно ли применить похожий принцип хотя бы на клеточном уровне.
Речь идет о митохондриях — крошечных структурах внутри клеток, которые превращают питательные вещества и кислород в энергию. В экспериментах на животных исследователи уже пытались пересаживать здоровые митохондрии в поврежденные ткани, словно предоставляя ослабленным клеткам новый источник энергии.
Теперь такую процедуру впервые провели на человеческих глазах.
Пациенткой стала молодая женщина с крайне тяжелой потерей зрения. Врачи взяли небольшой образец мышцы ее бедра, выделили из клеток десятки миллионов митохондрий, а затем ввели их в стекловидное тело обоих глаз.
Главным результатом на первом этапе оказалось то, что процедура не вызвала серьезных побочных эффектов или опасной иммунной реакции. Но вскоре исследователи заметили и кое-что более неожиданное.
Особенно сильно от работы митохондрий зависят ганглиозные клетки сетчатки — нейроны, которые передают зрительную информацию от глаза в мозг. Они требуют очень много энергии. Если кровоснабжение и поступление кислорода нарушаются, повреждение митохондрий может стать частью процесса, приводящего к гибели этих клеток.
Пересадка митохондрий не способна оживить уже погибшие нейроны. Идея заключается в другом: здоровые митохондрии теоретически могут помочь тем клеткам, которые серьезно пострадали, но еще остаются живыми.
Эксперименты на животных ранее показали, что клетки сетчатки способны поглощать пересаженные митохондрии, а после травмы это может помочь некоторым ганглиозным клеткам выжить.
Для пациентки этот эксперимент стал одним из немногих оставшихся вариантов. В 26 лет у нее произошло тяжелое кровоизлияние в мозг. В больницу она попала, по оценкам врачей, лишь примерно через 18 часов. После экстренной операции женщина выжила, однако продолжительная нехватка крови и кислорода серьезно повредила ее зрительные нервы, и она почти полностью ослепла на оба глаза.
Через восемь недель уже была заметна атрофия зрительных нервов. Примерно через три месяца, когда провели экспериментальное лечение, существенного восстановления зрения по-прежнему не наблюдалось.
Однако исследования показывали, что повреждение не было абсолютным. Слои нервных волокон и ганглиозных клеток сетчатки сильно истончились, но полностью не исчезли. Измерения активности мозга также указывали, что какая-то зрительная информация все еще достигает зрительной коры.
Именно оставшиеся клетки врачи и попытались дополнительно «подпитать».
Чтобы снизить вероятность иммунной реакции, использовали собственные клетки пациентки. Из образца мышцы бедра выделили митохондрии и, пока они оставались свежими, ввели их в оба глаза.
Через несколько дней показатели изменились.
За 71 день до процедуры врачи 45 раз измеряли реакцию зрачков женщины на свет. Ни в одном случае нормальной реакции зарегистрировано не было.
Спустя несколько дней после введения митохондрий оба зрачка начали время от времени реагировать нормально. Кроме того, через 3, 44 и 45 дней после лечения исследователи зарегистрировали организованную реакцию в зрительной коре мозга.
Однако зрение женщины не восстановилось. Острота зрения осталась примерно на уровне способности воспринимать свет и после процедуры заметно не изменилась.
Эффект на зрачки тоже оказался временным. В левом глазу последнюю нормальную реакцию зафиксировали на 11-й день, а правый глаз периодически демонстрировал ее до 39-го дня.
Исследователи подчеркивают серьезные ограничения этой работы. Речь идет всего об одной пациентке, контрольной группы не было, а прямых доказательств того, что введенные митохондрии действительно проникли в ганглиозные клетки сетчатки, получить не удалось. Поэтому утверждать, что именно процедура вызвала наблюдавшиеся изменения, пока нельзя.
Тем не менее эксперимент показал, что само введение собственных митохондрий в глаза не привело к серьезным осложнениям. Временный характер изменений также заставил исследователей предположить, что поврежденным клеткам для поддержания возможного эффекта могут потребоваться повторные введения.
Но сначала необходимо выяснить, действительно ли именно пересаженные митохондрии стали причиной зарегистрированных изменений.
Если это подтвердится, использование собственных клеточных «источников энергии» из других частей тела однажды может стать способом спасать поврежденные, но еще живые клетки глаза.
Дэвид Путрино из Медицинской школы Икана при Маунт-Синай сообщил Nature, что после подтверждения безопасности такой процедуры исследователи работают с американским регулятором над протоколом серии повторных введений митохондрий.
Результаты пока опубликованы на Research Square.
