Metileenblou en sig: wat netvliesnavorsing toon en waar dit ophou

'n Leser vind 'n studie waarin metileenblou die netvlies beskerm het en vra dan die vanselfsprekende vraag: moet dit in die oog toegedien word? Die navorsing oor metileenblou en sig beantwoord nie daardie vraag nie, want geen van die kernstudies het dié gebruik getoets nie. Een het die kleurstof saam met 'n toksien in die glasliggaam van muise ingespuit. Een het dit gevoeg by die medium waarin geïsoleerde selle in 'n bakkie gebaai het. Een het dit in mutante muise se drinkwater gesit. Elke resultaat is gebonde aan sy toedieningsroete en model.

Hierdie artikel bespreek drie prekliniese studies, twee netvliesseltipes en die grens tussen beskerming in die laboratorium en kliniese oogbehandeling. Die patroon is konsekwent: metileenblou kan mitochondriale stres in netvliesselle onder beheerde toestande verander, en daardie bevinding regverdig nie die aanwending van kleinhandeloplossings op die oog nie.

Twee seltipes, twee verskillende siektes

Die netvlies bestaan uit lae, en die betrokke laag maak saak. Lig tref eers fotoreseptore in die buitenste netvlies. Hul seine beweeg deur tussenliggende neurone na netvliesganglionselle in die binneste netvlies, waarvan die aksone deur die optiese senuwee uitgaan. Die diagram hieronder benoem die lae in volgorde.

Netvliesganglionselle is die selle wat by gloukoom en optiese neuropatie bedreig word. Wanneer soektogte metileenblou en gloukoom noem, verwys hulle gewoonlik na hierdie binneste laag en sy aksone. Fotoreseptore is die selle wat by degenerasie van die buitenste netvlies bedreig word. Hulle het die hoogste energiebehoefte in die netvlies en funksioneer naby hul respiratoriese limiet, wat hulle min reserwe laat wanneer mitochondriale kompleks I faal. 'n Resultaat in een seltipe kan nie na die ander oorgedra word nie, en die drie studies hieronder hou hulle apart. Die algemene vaardigheid om modelle van gevolgtrekkings te onderskei, word verduidelik in hoe om navorsing oor metileenblou te lees.

Ganglionselle in die lewende muisoog

In die vroegste van die drie studies het navorsers optiese neuropatie gemodelleer deur rotenoon in die glasliggaam van een muisoog te mikro-injekteer, met die ander oog as 'n draermiddelkontrole. Rotenoon blokkeer mitochondriale kompleks I, die ingangspunt wat elektrone vanaf NADH verder oordra. Disfunksie van kompleks I is ook die kenmerk wat hierdie model verbind met Leber se oorerflike optiese neuropatie, 'n siekte van ganglionselle en die optiese senuwee.

Vier-en-twintig uur later was die ganglionsellaag in oë wat met rotenoon behandel is, dunner en het dit minder selle bevat as dié van kontrole-oë. Wanneer metileenblou saam met rotenoon ingespuit is, is daardie skade op 'n dosisafhanklike wyse voorkom, met die hoogste getoetste dosis (0.07 mg/kg, ver onder die muis se LD50) wat sowel die dikte as die selgetalle behoue laat bly het. Parallelle toetse in breinhomogenate het twee effekte getoon: metileenblou het rotenoon-geïnduseerde oksidatiewe stres en die afname in suurstofverbruik omgekeer. Die outeurs het 'n eksitotoksiese meganisme voorgestel waarin rotenoon modulerende amakrienselle beskadig, ganglionselle oormatig vuur en antioksidantwerking die gevolglike skade onderbreek. Die voorgestelde chemie agter daardie beskerming word uiteengesit in mitochondriale meganismes van metileenblou.

Drie beperkings geld vir hierdie resultaat. Die kleurstof is saam met die toksien direk in die oog ingespuit, wat 'n toedieningsmetode is, nie 'n behandelingskedule nie. Die waarnemingstydperk was 24 uur. En die sitochroomoksidase-metings het in albei beskadigde groepe gestyg, wat die outeurs as ooraktiwiteit vertolk het eerder as bewys van herstelde respirasie in die lewende netvlies.

Ganglionselle wat in 'n bakkie geïsoleer is

Die tweede studie het die oog heeltemal uit die model weggelaat. Navorsers het primêre netvliesganglionselle uit jong rotte geïsoleer en hulle aan rotenoon, die apoptose-induseerder staurosporien, of 72 uur van lae suurstofvlakke blootgestel, en daarna oorlewing met 'n lewend/dood-kleuring gemeet. Metileenblou teen 1 en 10 mikromolêr in die kweekmedium het oorlewing teen elke skadelike blootstelling verbeter, met ongeveer 1.5 tot 1.9 keer, afhangend van die toestand. 'n Aanvullende toets het getoon dat metileenblou sitochroom c-oksidase-aktiwiteit tydens blootstelling aan waterstofperoksied behoue laat bly het.

Dit is farmakologie van geïsoleerde selle. Die verbinding het die selle deur diffusie deur kweekmedium teen 'n bepaalde konsentrasie bereik, sonder 'n kornea, traanfilm, lens, glasliggaam, bloedtoevoer of immuunstelsel in die pad. Daardie eenvoud is die doel van die model: dit toon dat ganglionselle self beskerm kan word wanneer die verbinding hulle bereik. Dit sê niks oor of 'n druppel op die korneale oppervlak enige bepaalde konsentrasie na die binneste netvlies sou lewer nie. Konsentrasies bo 10 mikromolêr is vermy weens toksisiteit vir dieselfde selle, 'n herinnering dat die dosis-respons in 'n bakkie in albei rigtings werk.

Fotoreseptore in mutante muise en 'n sellyn

Die derde studie handel oor die buitenste netvlies. Navorsers het Harlequin-muise gebruik, wat 'n tekort aan apoptose-induserende faktor het wat kompleks I onvolledig saamgestel laat, en fotoreseptorstruktuur, merkers van die buitenste segmente en mitochondriale integriteit op 11 maande ouderdom ondersoek. Metileenblou is ná spening sistemies in drinkwater toegedien teen ongeveer 10 mg/kg per dag. Behandelde mutante het meer netvliesdikte, meer rodopsien- en opsienmerkers en 'n gesonder mitochondriale struktuur behou as onbehandelde mutante.

Die aanvullende selwerk het 661W-selle gebruik, 'n verewigde muisfotoreseptoragtige sellyn, wat vir 24 uur aan rotenoon met of sonder metileenblou blootgestel is. Oorlewing het by 30 mikromolêr verbeter, en laer konsentrasies het die verhouding van NADH tot NAD+ genormaliseer en oksidatiewe stres verminder. Die opvallende detail is wat metileenblou nie gedoen het nie: dit het nie ATP herstel nie. Beskerming het met verligting van redoksstres en gedempte stresweë saamgehang, insluitend die mitochondriale ontvoude-proteïenrespons en mitofagiemerkers, eerder as met herstel van die energievoorsiening.

Daardie onderskeid maak saak vir aansprake oor metileenblou en die netvlies. 'n Verbinding kan 'n fotoreseptor onder stres aan die lewe hou sonder om sy energietekort reg te stel, wat enige terapeutiese verklaring tot redoksstres beperk eerder as breë verjonging.

Die drie studies langs mekaar

Die vergelyking hieronder dui elke studie volgens model en toedieningsroete aan, aangesien dié twee kolomme bepaal wat die resultaat kan ondersteun.

Elke ry is preklinies. Geen ry het pasiënte ingesluit, sig gemeet of 'n oftalmiese formulering getoets nie.

Waarom dit nie 'n gloukoombehandeling is nie

Gloukoomsorg verlaag intraokulêre druk. Neurobeskerming probeer iets anders: om ganglionselle en hul aksone onder stres aan die lewe te hou. Die studies hierbo behoort tot die tweede benadering, nie die eerste nie. Nie een van hulle het druk verlaag nie, en nie een het metileenblou met drukverlagende behandeling vergelyk nie. Daarom bly gevestigde benaderings tot gloukoom en drukbeheer 'n aparte vraagstuk van redoksneurobeskerming, en daarom kan 'n resultaat oor seloorlewing nie as behoue sig vertolk word nie.

Verskille in toedieningsroetes versterk dié punt. 'n Gesamentlike intravitreale inspuiting plaas 'n bekende hoeveelheid langs die netvlies op die oomblik van besering. Toediening in drinkwater stel die hele dier oor maande bloot, met 'n onbekende konsentrasie in die netvlies. Kweekmedium stel onbeskermde selle direk bloot. Nie een hiervan voorspel watter fraksie van 'n topikale dosis deur die kornea sou beweeg, nie deur trane verwyder sou word nie, die lens en glasliggaam sou deurkruis en enige van die netvlieslae teen 'n nuttige konsentrasie sou bereik nie. Daardie toedieningsprobleem is deel van die breër vraag oor toedieningsroetes en verspreiding van metileenblou, waar elke roete sy eie konsentrasiemetings vereis.

Weefselverskille voeg 'n tweede hindernis by. 'n Kleurstof wat die voorkant van die oog bereik, het nie die agterkant daarvan bereik nie, en 'n konsentrasie wat een laag help, kan 'n ander beskadig. Kleinhandeloplossings word nie as oftalmiese preparate vervaardig, gesteriliseer, gebuffer of met preserveermiddels voorberei nie, en suiwerheid, pH, osmolaliteit en hulpstowwe maak almal saak vir korneale en intraokulêre blootstelling. Niks in hierdie netvliesbevindings regverdig die plasing van sulke oplossings in of op die oog nie. Vrae oor voorbereidingstandaarde hoort by die veiligheid en hantering van metileenblou.

Waar die bewyse ophou

Saamgelees ondersteun die drie artikels 'n beperkte aanspraak: onder beheerde toestande kan metileenblou mitochondriale redoksstres in netvliesneurone verlig en hul struktuur behoue laat bly. Die aanspraak eindig waar die toestande eindig. Toksienmodelle en genetiese kompleks I-modelle is nie gloukoom, drusen of diabetiese siekte nie. Kort waarnemingstydperke en strukturele eindpunte is nie volgehoue sig nie. En 'n beskermende konsentrasie in een kompartement is nie 'n dosis vir 'n ander nie.

'n Sterker saak sou afsonderlike stukke bewyse vereis: bepaalde blootstelling van die netvlies ná 'n klinies bruikbare toedieningsroete, funksionele sigeindpunte by diere, drukonafhanklike voordeel in 'n model wat relevant vir gloukoom is, en dan veiligheids- en doeltreffendheidsdata by mense. Totdat dit bestaan, bly metileenblou en sig 'n navorsingshipotese met duidelike grense: geloofwaardige mitochondriale farmakologie in die netvlies, slegs in selle en diere aangetoon, met geen weg van hierdie studies na die behandeling van oë nie.