Csiga, ami újranöveszti a szemét: áttörés jöhet a vakság gyógyításában?

Bár az emberi szem finoman hangolt, nagy felbontású képet adó, kameratípusú érzékszerv, sajnos nem képes regenerálódni. Ezzel szemben a dél-amerikai arany alma csiga (Pomacea canaliculata) a fejlevágást követően is képes újraszervezni teljes szemgolyóját – beleértve a lencsét, a retinát és az látóideget is.

Alice Accorsi, a Kaliforniai Egyetem (UC Davis) molekuláris és sejtbiológia tanszékének adjunktusa épp ezt a folyamatot vizsgálja. Célja: megérteni, hogyan működik a regenerációs folyamat, hogy egyszer talán az emberi látás helyreállításában is alkalmazni lehessen.

A kutatás friss eredményei augusztus 6-án jelentek meg a rangos Nature Communications folyóiratban. A tanulmányban Accorsi csapata bebizonyította, hogy az alma csigák szeme szerkezeti és genetikai szempontból is meglepően hasonló az emberi szemhez.

„Az alma csiga egészen rendkívüli élőlény – egyedülálló lehetőséget kínál arra, hogy tanulmányozzuk az összetett érzékszervek regenerációját. Eddig hiányzott egy megbízható modell erre a célra” – nyilatkozta Accorsi.

A szem regenerációja: hónapok munkája sejtszinten

A kutatók részletesen feltárták, hogyan képes a csiga újranöveszteni a szemét amputáció után. A folyamat körülbelül egy hónapot vesz igénybe, és több szakaszból áll:

• 1. nap: a seb bezáródik, ezzel megakadályozva a fertőzést és a folyadékvesztést.

• 1–10. nap: őssejtszerű, differenciálatlan sejtek vándorolnak a sebhez, majd osztódnak és differenciálódnak.

• 15. napra: az új szem struktúrái (retina, lencse, látóideg) már kialakulnak, de az érés még hetekig tart.

Bár a kutatók még nem tudták bizonyítani, hogy az új szemek képesek képet is alkotni, minden anatómiai komponens jelen van a látáshoz.

Az ember és a csiga: közös gének a szemfejlődés mögött

Accorsi csapata mikroszkópos és genetikai elemzéssel igazolta, hogy az alma csiga szemében is aktívak azok a gének, amelyek az emberi szem fejlődését szabályozzák.

A vizsgálatok szerint a szem amputációja után több mint 9 000 gén viselkedése változik meg, és még a regeneráció 28. napján is több mint 1 100 gén mutat eltérő aktivitást az egészséges szemhez képest. Ez arra utal, hogy a szerkezetek bár látszólag kialakultak, a teljes érés hosszabb időt vesz igénybe.

Genomszerkesztés csigákkal – az emberi gyógyászat szolgálatában

A kutatócsoport kidolgozott egy CRISPR-Cas9 alapú módszert az alma csiga genomjának módosítására. Az első kísérletek során egy pax6 nevű gént inaktiváltak, amely az emberi, egér- és gyümölcslégy embriókban is kulcsszerepet játszik a szem és az agy fejlődésében.

Az eredmény: a két hibás pax6-ot öröklő csigaembriók egyáltalán nem fejlesztettek ki szemeket. Ez megerősíti, hogy a gén nélkülözhetetlen a szem kialakulásához – nemcsak az emberben, de a csigában is.

A következő lépés az lesz, hogy teszteljék, a pax6 részt vesz-e a már kifejlett szem regenerációjában is. Emellett más, a szem bizonyos részeinek (például a retina vagy a lencse) felépítéséhez szükséges gének szerepét is vizsgálják.

„Ha sikerül azonosítani azokat a géneket, amelyek kulcsfontosságúak a szem regenerációjához, és ezek az emberben is jelen vannak, elméletileg aktiválhatók lennének a látás helyreállítása céljából” – mondta Accorsi.