10 апреля 2013

Воздействие света во время беременности необходимо для нормального развития глаз

Новое исследование, опубликованное в Nature пришло к выводу, что как для того чтобы видеть глазу необходим свет, так он необходим и для нормально развития глаз во время беременности. Ученые говорят, что неожиданная находка предлагает новое базовое представление о развитии глаз плода и глазных заболеваний, вызванных сосудистыми нарушениями, в частности, ретинопатией недоношенных, которая может привести к слепоте недоношенных детей. Исследование было проведено под руководством ученых Медицинского центра Детской больницы Цинциннати и Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF).

«Результаты в корне меняют наше понимание того, как развивается сетчатка», — говорит соавтор исследования Ричард Ланг, доктор наук, исследователь отделения детской офтальмологии в Медицинском центре Детской больницы Цинциннати, — «Мы обнаружили механизм, реагирующий на свет, который управляет количеством нейронов внутри сетчатки. Этот механизм воздействует на развитие сосудов глаз, и это очень важно, так как многие серьезные заболевания связаны с сосудистыми проблемами».

Ланг является старшим исследователем данного исследования наряду с Дэвидом Копенгагеном, кандидатом медицинских наук, ученым отделения офтальмологии и физиологии в UCSF. Ученые отметили, что данное исследование, проведенное на мышах, дало несколько неожиданных результатов. «Определенные этапы развития мышиного глаза происходят после рождения», — говорит Копенгаген, — «В связи с этим, мы считали, что если свет и играет важную роль в развитии глаза, то только после рождения».

Но исследователи обнаружили, что активация недавно описанного клеточного механизма, связанного со светом, должна происходить во время беременности, чтобы активировать установленную программу, которая ответственна за развитие здоровых глаз. В частности, они говорят, важно, чтобы достаточное количество фотонов попало в тело матери на поздних сроках беременности, или в течение 16 дней срока беременности мыши.

Исследователи были удивлены, узнав, что фотоны света активируют белок, называемый меланопсином, непосредственно у плода, а не матери, после чего начинается нормальное развитие кровеносных сосудов и нейронов сетчатки в глазу.

Единственной целью данного клеточного механизма является подавление количества кровеносных сосудов, образующихся в сетчатке. Эти сосуды имеют решающее значение для нейронов сетчатки, которые требуют большого количества кислорода для образования и работы. При ретинопатии недоношенных у младенцев, сосуды сетчатки растут почти беспрепятственно. Это продолжительное разрастание оказывает сильное давление на развивающиеся глаза и в тяжелых случаях вызывает серьезные повреждения и слепоту.

Исследовательская группа под руководством Ланга и Копенгагена провела ряд экспериментов на лабораторных моделях мышей, что позволило определить конкретные компоненты и функции этого механизма. Для сравнения развития сосудов в глазах, мышей на последнем сроке беременности содержали в полной темноте и при нормальном режиме смены дня и ночи. Исследователи проверили функцию механизма реагирующего на свет с помощью мутации опсин гена у мышей или Opn4, производящей меланопсин, тем самым, предотвращая активацию фото пигмента.

У мышей, содержащихся в условиях темноты, и у тех, у кого мутировали Opn4, наблюдалось почти идентичное беспорядочное разрастание сосудов стекловидного тела и аномальный рост сосудов сетчатки. Беспорядочный сосудистый рост был обусловлен белковым фактором роста эндотелия сосудов (VEGFA). По данным исследователей, когда клеточный механизм правильно организован он модулирует VEGFA для предотвращения беспорядочного роста сосудов.

Белок меланопсин присутствует во время беременности и у мышей и у людей. Ланг сказал, что исследовательская группа продолжает изучать, как механизм, реагирующий на свет, может влиять на предрасположенность недоношенных младенцев к ретинопатии, а также к другим заболеваниям глаз.

Первым автором исследования был Суджата Рао, доктор наук, член лаборатории команды Ланга. Финансовую поддержку исследование получило от Национального института здоровья (NIH AR-47363) и Педиатрического института глаз Абрахамсона в Цинциннати.

Источник: sciencedaily.com

Далее по теме: