Ansökan: Bildning och skydd av näthinnans nervceller

Tidsperiod:

1 januari 2011 – 31 december 2013

Projektledare:

Finn Hallböök

Finansiär:

Vetenskapsrådet

Bidragstyp:

Projektbidrag

Budget:

1 650 000 SEK

Synen anses av många som ett av våra mest värdefulla sinnen. Ljus omvandlas till aktivitet av nervceller i näthinnan som ligger i de bakre delarna av ögat. Förlust av synförmågan sker i ökande grad om nervcellerna i ögat degenererar och dör. Med detta projekt försöker vi utnyttja våra kunskaper om hur nervceller bildas under embryotiden för att kunna producera nya nervceller och ersätta förlorade eller skadade nervceller i näthinnan om den drabbas av sjukdom. Vi kan utnyttja kunskapen om hur gener styr bildningen av nervceller och med hjälp av kunskapen om vilka gener som är nödvändiga, tillföra och styra viktiga ?nyckel?-gener i stamceller så att nya nervceller bildas. Vi utnyttjar också våra kunskaper om maskineriet som reglerar att celler dör och överlever för att vid skada eller sjukdom kunna hindra nervcellsförluster.

Tappar och stavar i näthinnan reagerar på ljuset och genom ljustransduktionen översätts den bild av omgivningen som blivit projicerad på näthinnan inuti ögat till elektriska signaler. Redan i näthinnan sker en första bearbetning av syninformationen innan den skickas vidare till syncentra i hjärnan. Näthinnan har flera olika nervceller förutom fotoreceptorerna. Ganglionceller sätter näthinnan i kontakt med hjärnan med hjälp av sina långa nervcellsutskott sk. axoner. Horizontalceller och amakrinceller bearbetar informationen i retina och utför bland annat förstärkning av kontraster och färgtolkning. Det är främst ljusreceptorerna och ganglioncellerna som är påverkade och som dör vid de sjukdomar som drabbar näthinnan. De vanligaste sjukdomarna är olika former av makuladegeneration där tapparna - färgreceptorer dör och grön starr eller glaukom, där ganglioncellerna dör. Makulan är den centrala delen av näthinnan med vilken vi ser skarp i centrala synfältet och som är helt nödvändig för att vi skall kunna läsa och se färger.

Näthinnan bildas från väggen på mellanhjärnan och knoppas av för att hamna i ögat senare under utvecklingen. Nervcellerna i ögat bildas därför på samma sätt som alla andra nervceller i hjärnan. Bildningen av nervceller sker genom att nätverk av gener påverkar varandras funktioner. Vissa nyckelgener kan reglera andra gener som i sin tur påverkar eller reglerar vilken typ av nervcell som bildas. Alla nervcellerna i retinan bildas från stamceller som från början ger upphov till celler i andra delar av hjärnan. För att exakt veta hur de olika nervcellerna bildas behöver vi kunskap om de gener som styr nyckelskedena i bildningen för att kunna återskapa förloppet.

Celler som kan agera stamceller finns även kvar i det vuxna ögat, i irisens yttre delar som kallas marginalzonen. Retinans specialiserade glia celler - Müller cellerna - kan också dela sig och fungera som stamcell. Vi använder dessa celler för att låta cellerna växa till och för att sedan tillföra nyckelgenerna eller aktivera dessa och på så sätt påverka cellerna så att nya nervceller bildas. Dessa nervceller kommer sedan att transplanteras till skadade näthinnor. Dessa Müllerceller har visat sig spela en viktig roll vid nervcellsnybildning. Tyvärr kan (antagligen) inte mänskliga Müller celler under normala eller skadeförhållanden nybilda nervceller, men detta gäller inte alla arter. Hos fiskar, groddjur och fåglar kan nya nervceller av alla typer bildas och tom återskapa förmågan att se efter synförlust. Det verkar som om däggdjuren, i alla fall människan, har förlorat denna förmåga att regenerera (reparera) sitt nervsystem. De nya cellerna hos ex kyckling kommer från marginalzonen men också från Müllercellerna som börjar dela sig. Det är fortfarande oklart hur detta går till och vad som skiljer mellan däggdjurens celler och ex. fåglarnas. Müllercellerna är i många hänseenden stam- eller förstadiecells lika.

Vi kan se att Müllercellerna hos råtta reagerar och tom börjar dela sig efter skada på ett liknande sätt som hos andra arter och en del av våra studier är inriktade på att förstå hur detta regleras och om det är till g