Revolucija u oftalmologiji: Naučnici otkrili način da probude uspavanu moć obnove ljudskog oka uklanjanjem jednog proteina

Decenijama je savremena medicina počivala na naizgled neprikosnovenoj aksiomi: jednom kada dođe do trajnog oštećenja mrežnjače (retine) kod sisara, povratka nema. Za razliku od nekih vrsta riba i vodozemaca, koje mogu u potpunosti da obnove oštećeno oko i povrate vid, ljudski organizam i drugi sisari izgubili su tu sposobnost evolucijom, ili se bar tako verovalo. Oboljenja poput makularne degeneracije, glaukoma i retinitis pigmentose stoga su decenijama vodila ka neumitnom i nepovratnom gubitku vida.

Međutim, studija međunarodnog tima naučnika sa Korejskog naprednog instituta za nauku i tehnologiju (KAIST), predvođenog istraživačima Museongom Kimom, dr Eun Jung Lee i profesorom Jin Woo Kimom, objavljena u prestižnom naučnom časopisu Nature Communications, korenito menja ovo razumevanje. Oni su otkrili da ćelijska mašinerija za regeneraciju oka kod sisara nije nepovratno izgubljena, već se nalazi u stanju duboke hibernacije – a ključni „katanac“ koji je drži zaključanom jeste jedan jedini protein.

Molekularna „stop-tabla“: Uloga proteina PROX1

Kako bi otkrili zašto se ribe mogu regenerisati, a sisari ne, naučnici su uporedili procese koji se odvijaju u mrežnjači nakon povrede ili degeneracije. U centru pažnje našle su se Milerove glia ćelije (MG) – specijalizovane potporne ćelije koje se prostiru celom debljinom mrežnjače kod kičmenjaka. Kod riba, ove ćelije nakon oštećenja mogu da se vrate u nediferencirano, matično stanje (tzv. dediferencijacija), da se dele i da se pretvore u nove neurone i fotoreceptore koji obnavljaju vid.

Kod sisara, Milerove ćelije takođe pokušavaju da reaguju na oštećenje, ali ne mogu da završe proces preprogramiranja. Razlog za to je, prema novim saznanjima, protein PROX1 (prospero homeobox 1).

Istraživači su otkrili da se protein PROX1 masovno akumulira u Milerovim ćelijama oštećene mrežnjače kod miševa i ljudi, dok ga u regenerisanoj mrežnjači riba nema. Ono što je posebno fascinantno jeste poreklo ovog proteina: Milerove ćelije sisara ne proizvode PROX1 samostalno, već ga preuzimaju iz susednih, oštećenih neurona (poput bipolarnih ćelija) koji nisu u stanju da ga razgrade.

Jednom kada dospe u Milerove ćelije, PROX1 deluje kao strogi molekularni signal koji blokira svaku dalju deobu i sprečava ih da se transformišu u progenitorske (matične) ćelije mrežnjače. Drugim rečima, PROX1 funkcioniše kao biološka „stop-tabla“ koja gasi svaki pokušaj prirodnog samoizlečenja.

Ciljana terapija: Neutralizacija proteina za povratak vida

Shvativši mehanizam ove blokade, naučnici su postavili hipotezu: ako spreče prenos proteina PROX1 ili neutrališu njegovo prisustvo u vanćelijskom prostoru, Milerove ćelije bi mogle da povrate svoju urođenu sposobnost regeneracije.

Tim je razvio ciljanu terapiju – specifična antitela (uključujući eksperimentalne pristupe poput upotrebe neutrališućih antitela i AAV vektora za isporuku terapijskih agenasa, kao što je AAV2-αProx1) koja hvataju protein PROX1 pre nego što on dospe do Milerovih glijalnih ćelija.

Kada je ova terapija primenjena na mišjim modelima sa degenerativnim bolestima mrežnjače (poput retinitis pigmentose), rezultati su bili zapanjujući:

Ćelijsko preprogramiranje: Milerove glijalne ćelije su se uspešno oslobodile uticaja proteina PROX1, vratile u progenitorsko stanje, počele da se dele i generišu nove nervne ćelije.

Obnova tkiva i dugoročni oporavak: Došlo je do prirodne izgradnje svetlosno-osetljivog tkiva mrežnjače.

Funkcionalno poboljšanje vida: Terapija je obezbedila dugoročni oporavak vida kod miševa koji je trajao duže od šest meseci, dokazujući da funkcionalnost nije samo privremena već održiva.

Prekretnica za modernu medicinu

Iako je pred naučnicima još mnogo posla – uključujući dalju optimizaciju antitela (poput razvoja kandidata poput CLZ001 za predklinička testiranja na ljudima) i razumevanje dodatnih regulatornih signala koji bi mogli da pojačaju efikasnost – ovaj rad predstavlja istorijski preokret.

Do sada su medicinske intervencije kod oboljenja mrežnjače bile fokusirane gotovo isključivo na palijativne mere: usporavanje napredovanja bolesti, laserske tretmane ili primenu lekova koji ublažavaju simptome, ali ne mogu da obnove uništene neurone. Otkriće uloge proteina PROX1 otvara vrata potpuno novoj perjanici medicine – regenerativnoj oftalmologiji.

Mogućnost da se sopstvene ćelije pacijenta navedu da „poprave“ oštećeno oko pomoću jednostavnog molekularnog prekidača nekada se činila kao naučna fantastika. Zahvaljujući ovom istraživanju, ta vizija je korak bliže tome da postane stvarnost, nudeći stvarnu nadu milionima pacijenata širom sveta koji boluju od neizlečivih oblika slepila.