A tudósok szerint a szemsejtek „újrahuzalozzák” kapcsolataikat, amikor a látásvesztés elkezdődik.

A UCLA David Geffen Orvostudományi Karának Jules Stein Szemészeti Intézetének tudósai felfedezték, hogy bizonyos retinasejtek képesek átprogramozni magukat, amikor a látás romlani kezd a retinitis pigmentosa nevű örökletes szembetegségben, amely progresszív vaksághoz vezet.

Egy egereken végzett tanulmányban a kutatók azt találták, hogy a pálcikák bipoláris sejtjei – azok a neuronok, amelyek jellemzően a pálcikáktól kapnak bemenetet, amelyek az éjszakai látást közvetítik – új funkcionális kapcsolatokat tudnak kialakítani a csapokkal, amelyek a nappali látást közvetítik, amikor szokásos partnereik működése megszűnik. Az eredmények a Current Biology folyóiratban jelentek meg.

A retinitis pigmentosa világszerte emberek millióit érinti, és az örökletes vakság egyik vezető oka. Bár a betegség gyakran lassan progrediál, és egyes betegek középkorúakig is jelentős látást tartanak fenn, keveset tudunk arról, hogyan alkalmazkodik a retina a sejtvesztéshez. Ezen természetes alkalmazkodások megértése segíthet új célpontok azonosításában a látásmegőrző terápiák számára.

A tudósok olyan egereket használtak, amelyekben egy rodopszin-gén volt jelen, amely a retinitis pigmentosa korai stádiumát modellezi, amikor a pálcikák nem reagálnak a fényre, és a degeneráció lassan megy végbe. Elektromos méréseket végeztek az egyes pálcika bipoláris sejtjein, hogy megfigyeljék, hogyan viselkednek ezek a sejtek, amikor a normális jeleik elvesznek.

A csapat más egérmodelleket is használt, amelyekből hiányoztak a pálcikajel-rendszer különböző összetevői, hogy kiderítsék, mi indítja el az áthuzalozási folyamatot. Az egysejtszintű eredményeket megerősítették a teljes retina elektromos aktivitásának mérései.

Pálcika degenerációban szenvedő egerekben a pálcika bipoláris sejtjei erős, a csapokból származó jelek által vezérelt válaszokat mutattak, a szokásos forrásaik helyett. Ezek az új kapcsolatok a csapjelek jellegzetes elektromos jellemzőjét mutatták.

Az áthuzalozás csak a pálcika degenerációjával küzdő egerekben történt, és más modellekben, ahol a pálcikák nem reagáltak a fényre, de maguk a sejtek nem pusztultak el, nem figyelték meg. Ez arra utal, hogy az idegi kapcsolatok áthuzalozását maga a degenerációs folyamat indítja el, és nem egyszerűen a fényjelek hiánya vagy a szinapszisok pusztulása.

Ezek az eredmények kiegészítik ugyanazon csoport 2023-as tanulmányát, amely kimutatta, hogy az egyes csapok a betegség késői szakaszaiban bekövetkező súlyos szerkezeti változások után is működőképesek maradhatnak. Ezek a tanulmányok együttesen azt mutatják, hogy a retina a betegség progressziójának különböző szakaszaiban különböző adaptációs mechanizmusokat alkalmaz.

„Eredményeink azt mutatják, hogy a retina úgy alkalmazkodik a pálcikák elvesztéséhez, hogy megpróbálja megőrizni a napfény iránti érzékenységet” – mondta a tanulmány vezető szerzője, AP Sampat, a Jules Stein Intézet munkatársa.

„Amikor a pálcika bipoláris sejtjei és a pálcikák közötti normális kapcsolatok elvesznek, ezek a sejtek képesek áthuzalozni magukat, hogy jeleket fogadjanak a csapoktól. Úgy tűnik, hogy ennek a plaszticitásnak a jele maga a degeneráció, talán a gliális támogató sejtek szerepén vagy a haldokló sejtek által felszabaduló faktorokon keresztül.”

Egy nyitott kérdés, hogy vajon ez az áthuzalozás egy általános mechanizmus-e, amelyet a retina használ a pálcikák elhalásakor. A csapat jelenleg ezt a folyamatot vizsgálja más mutáns egerekben, amelyekben hibák vannak a rodopszinban és más pálcikafehérjékben, amelyekről ismert, hogy retinitis pigmentosát okoznak emberekben.