Czopki dotknięte zwyrodnieniem siatkówki mogą w rzeczywistości nie być uśpione

Dziękuję. Posłuchaj tego artykułu, korzystając z powyższego odtwarzacza. ✖

Nowe badania UCLA na myszach sugerują, że „uśpione” fotoreceptory czopków w pogarszającej się siatkówce wcale nie śpią, ale nadal funkcjonują, wytwarzając reakcje na światło i napędzając aktywność siatkówki w celu widzenia.

Komórki w siatkówce, które wytwarzają wrażenia wzrokowe, to pręciki i czopki. Pręciki są aktywne w słabym świetle, a czopki w świetle dziennym. Mutacje w pręcikach, które powodują ich śmierć, powodują większość dziedzicznych zwyrodnień siatkówki. Szyszki mogą przetrwać śmierć prawie wszystkich pędów, ale wycofują się z głównych części komórek i wydają się „uśpione”.

Ale podczas gdy poprzednia literatura wskazywała, że ​​uśpione komórki nie funkcjonowały, a poprzednie próby rejestrowania z nich nie ujawniły żadnej aktywności napędzanej światłem, nowe badanie po raz pierwszy wskazuje, że komórki są nadal żywe. Co więcej, końcowe sygnały zarejestrowane z siatkówki pokazują, że przetwarzanie wizualne nie jest zagrożone zgodnie z oczekiwaniami. Autorzy twierdzą, że ich odkrycia pokazują, że interwencje terapeutyczne mające na celu ochronę tych komórek lub zwiększenie ich wrażliwości mogą potencjalnie zachować prawie normalne widzenie w ciągu dnia.

„Podczas gdy czułość czopków była około 100-1000 razy niższa niż normalnie, byliśmy zaskoczeni, że spadek wrażliwości komórek zwojowych, które docierają do mózgu, był znacznie mniejszy” – powiedział starszy autor Alapakkam Sampath. Grace and Walter Lantz Katedry Okulistyki w Jules Stein Eye Institute na UCLA i profesor w David Geffen School of Medicine na UCLA. „Wygląda na to, że mechanizmy adaptacyjne w wewnętrznej siatkówce mogą próbować zminimalizować różnicę wrażliwości, aby utrzymać silne sygnały w komórkach zwojowych – jest to zgodne z tym, co wiemy o mózgu. Mechanizmy homeostazy, które reagują na uraz i chorobę, zwykle maskują niedobór. Dlatego trudno jest wykryć problemy neurologiczne, dopóki niedobór nie stanie się poważny”.

the Badanie zostało opublikowane W recenzowanym czasopiśmie Current Biology.

Naukowcy zbadali właściwości błon czopków u myszy po rozpuszczeniu pręcików. Metoda zapisu patch clamp to laboratoryjna technika badania prądów w żywych komórkach przy jednoczesnym kontrolowaniu potencjału błony komórkowej lub potencjału błony. Te zapisy pojedynczych komórek mogą identyfikować kluczowe cechy aktywności komórki, w tym obecność pewnych prądów transbłonowych, czy komórka reaguje na światło i czy komunikuje się z neuronami na dnie siatkówki. Ponadto naukowcy wykorzystali zapisy z matrycy wieloelektrodowej, które określają ilościowo aktywność wszystkich komórek zwojowych siatkówki, co może pokazać zdolność komórki zwojowej do reagowania na bodźce wzrokowe, które zmieniają się w przestrzeni w czasie.

Nagrania te ujawniły, że resztkowe czopki w siatkówce, w których pręciki w większości uległy zniszczeniu, nadal funkcjonowały. Chociaż brakowało anatomicznych specjalizacji odpowiedzialnych za generowanie reakcji na światło – lub fototransdukcję – oraz połączenia synaptycznego komórek położonych dalej, funkcje te pozostały mniej wrażliwe niż normalnie. Komórki te nadal wykazują wiele cech normalnych czopków, w tym podobne spoczynkowe potencjały błonowe, normalny prąd synaptyczny Ca2+ i reakcje fotosyntetyczne, mimo że nie posiadają już części komórki, która tradycyjnie była uważana za niezbędną do odpowiedzi na światło. Ponadto komórki zwojowe zachowują zdolność reagowania na bodźce wzrokowe z podobną wrażliwością przestrzenną i czasową.

Dr Stephen Schwartz, szef okulistyki w Ahmanson Hospital, powiedział: „Te ważne odkrycia mogą wskazać przyszłą ścieżkę dla pacjentów ze schorzeniami, które mogą powodować nieodwracalną ślepotę siatkówki, gdzie wcześniej uważano, że fotoreceptory lub żywotność czopków są osłabione. nieodwracalnie uszkodzony”. David Geffen z medycyny na Uniwersytecie Kalifornijskim, profesor i kierownik Katedry Siatkówki w Ulis Stein Eye Institute na Uniwersytecie Kalifornijskim.

Następnym krokiem dla naukowców jest określenie, w jakim stopniu neuroprotekcja lub wzmocnienie uśpionych czopków może uratować wzrok w różnych formach ślepoty.

odniesienie: Ellis M, Paniagua E, Scalabrino ML i in. Czopki i ścieżki czopków pozostają funkcjonalne w zaawansowanym zwyrodnieniu siatkówki. Rdzeń Biol. DOI 2023: 10.1016/j.cub.2023.03.007

Ten artykuł został ponownie opublikowany z następującego Materiał. Uwaga: artykuł mógł zostać zredagowany pod względem długości i treści. Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się ze wspomnianym zasobem.