Метыленавы сіні і зрок: што паказваюць даследаванні сятчаткі і дзе іх межы

Чытач знаходзіць даследаванне, у якім метыленавы сіні абараняў сятчатку, і задае натуральнае пытанне: ці варта ўводзіць яго ў вока? Даследаванні сувязі метыленавага сіняга са зрокам не адказваюць на гэтае пытанне, бо ніводнае з ключавых даследаванняў не правярала такое прымяненне. У адным фарбавальнік уводзілі ў шклопадобнае цела мышэй разам з таксінам. У другім яго дадавалі ў асяроддзе, якое акружала ізаляваныя клеткі ў лабараторнай чашцы. У трэцім яго дадавалі ў пітную ваду мутантных мышэй. Кожны вынік датычыцца свайго шляху ўвядзення і сваёй мадэлі.

У гэтым артыкуле разглядаюцца тры даклінічныя даследаванні, два тыпы клетак сятчаткі і мяжа паміж абаронай у лабараторных умовах і клінічным лячэннем вачэй. Агульная карціна паслядоўная: метыленавы сіні можа змяняць мітахандрыяльны стрэс у клетках сятчаткі ў кантраляваных умовах, і гэты вынік не апраўдвае нанясенне раствораў з рознічнага продажу на вока.

Два тыпы клетак, дзве розныя хваробы

Сятчатка мае слаістую будову, і канкрэтны слой мае значэнне. Спачатку святло трапляе на фотарэцэптары ў вонкавай частцы сятчаткі. Іх сігналы праходзяць праз прамежкавыя нейроны да гангліёзных клетак ва ўнутранай частцы сятчаткі, аксоны якіх выходзяць праз зрокавы нерв. На схеме ніжэй слаі названыя па парадку.

Гангліёзныя клеткі сятчаткі — гэта клеткі, якія знаходзяцца пад пагрозай пры глаўкоме і аптычнай нейрапатыі. Калі ў пошукавых запытах згадваюцца метыленавы сіні і глаўкома, звычайна маецца на ўвазе гэты ўнутраны слой і яго аксоны. Фотарэцэптары — гэта клеткі, якія знаходзяцца пад пагрозай пры дэгенерацыі вонкавай часткі сятчаткі. Яны маюць найвышэйшую патрэбу ў энергіі ў сятчатцы і працуюць амаль на мяжы дыхальнай магутнасці, таму пры парушэнні працы мітахандрыяльнага комплексу I ў іх застаецца мала рэзерву. Вынік для аднаго тыпу клетак нельга пераносіць на іншы, і ў трох даследаваннях ніжэй яны разглядаюцца асобна. Агульнае ўменне адрозніваць мадэлі ад высноў тлумачыцца ў артыкуле як чытаць даследаванні метыленавага сіняга.

Гангліёзныя клеткі ў жывым воку мышы

У самым раннім з трох даследаванняў даследчыкі мадэлявалі аптычную нейрапатыю, уводзячы ратэнон мікраін'екцыяй у шклопадобнае цела аднаго вока мышы, а ў другое вока ўводзілі толькі растваральнік у якасці кантролю. Ратэнон блакуе мітахандрыяльны комплекс I — пункт уваходу, праз які электроны ад NADH перадаюцца далей. Парушэнне працы комплексу I таксама звязвае гэтую мадэль са спадчыннай аптычнай нейрапатыяй Лебера — хваробай гангліёзных клетак і зрокавага нерва.

Праз дваццаць чатыры гадзіны слой гангліёзных клетак у вачах, у якія ўвялі ратэнон, быў танчэйшы і ўтрымліваў менш клетак, чым у кантрольных вачах. Калі метыленавы сіні ўводзілі разам з ратэнонам, гэтае пашкоджанне прадухілялася ў залежнасці ад дозы: найвышэйшая правераная доза (0.07 mg/kg, значна ніжэйшая за LD50 для мышэй) захоўвала і таўшчыню слоя, і колькасць клетак. Паралельныя выпрабаванні на гамагенатах мозгу паказалі два эфекты: метыленавы сіні ліквідаваў выкліканы ратэнонам акісляльны стрэс і падзенне спажывання кіслароду. Аўтары прапанавалі эксайтатаксічны механізм, пры якім ратэнон пашкоджвае амакрынавыя клеткі, што мадулююць сігналы, гангліёзныя клеткі становяцца празмерна актыўнымі, а антыаксідантнае дзеянне перарывае пашкоджанне, якое ўзнікае ў выніку. Меркаваныя хімічныя працэсы, якія ляжаць у аснове гэтай абароны, падрабязна разгледжаны ў артыкуле мітахандрыяльныя механізмы метыленавага сіняга.

Гэты вынік мае тры абмежаванні. Фарбавальнік уводзілі разам з таксінам непасрэдна ў вока, што апісвае спосаб дастаўкі, а не схему лячэння. Перыяд назірання складаў 24 гадзіны. Акрамя таго, паказчыкі цытахромаксідазы павялічыліся ў абедзвюх групах з пашкоджаннем, і аўтары інтэрпрэтавалі гэта як празмерную актыўнасць, а не як доказ аднаўлення дыхання ў жывой сятчатцы.

Гангліёзныя клеткі, ізаляваныя ў лабараторнай чашцы

У другім даследаванні вока як орган цалкам выключылі з мадэлі. Даследчыкі ізалявалі першасныя гангліёзныя клеткі сятчаткі маладых пацукоў і падвяргалі іх уздзеянню ратэнону, індуктара апаптозу стаўраспарыну або нізкага ўзроўню кіслароду на працягу 72 гадзін, а затым вымяралі выжывальнасць з дапамогай афарбоўвання жывых і мёртвых клетак. Метыленавы сіні ў канцэнтрацыях 1 і 10 мікрамоль на літр у культуральным асяроддзі паляпшаў выжывальнасць пры кожным з гэтых пашкоджвальных уздзеянняў — прыкладна ў 1.5–1.9 раза ў залежнасці ад умоў. Дадатковае выпрабаванне паказала, што метыленавы сіні захоўваў актыўнасць цытахром-c-аксідазы пры ўздзеянні перакісу вадароду.

Гэта фармакалогія ізаляваных клетак. Злучэнне дасягала клетак праз дыфузію ў культуральным асяроддзі пры зададзенай канцэнтрацыі; на яго шляху не было рагавіцы, слёзнай плёнкі, крышталіка, шклопадобнага цела, кровазабеспячэння або імуннай сістэмы. Менавіта ў гэтай прастаце і заключаецца сэнс мадэлі: яна паказвае, што самі гангліёзныя клеткі можна абараніць, калі злучэнне дасягае іх. Яна нічога не кажа пра тое, ці зможа кропля на паверхні рагавіцы забяспечыць якую-небудзь вызначаную канцэнтрацыю ва ўнутранай частцы сятчаткі. Канцэнтрацый вышэй за 10 мікрамоль на літр пазбягалі праз таксічнасць для тых жа клетак — напамін пра тое, што ў лабараторнай чашцы залежнасць эфекту ад дозы можа дзейнічаць у абодва бакі.

Фотарэцэптары ў мутантных мышэй і клетачнай лініі

Трэцяе даследаванне датычыцца вонкавай часткі сятчаткі. Даследчыкі выкарыстоўвалі мышэй Harlequin з дэфіцытам фактару, які індукуе апаптоз, праз што комплекс I застаецца не цалкам сабраным, і вывучалі структуру фотарэцэптараў, маркеры вонкавых сегментаў і цэласнасць мітахондрый ва ўзросце 11 месяцаў. Метыленавы сіні давалі сістэмна з пітной вадой пасля адлучэння ад маці ў колькасці каля 10 mg/kg у дзень. У мутантных мышэй, якія атрымлівалі злучэнне, захоўваліся большая таўшчыня сятчаткі, больш маркераў радаспіну і апсінаў і здаравейшая структура мітахондрый, чым у мутантных мышэй, якія яго не атрымлівалі.

У паралельнай працы з клеткамі выкарыстоўвалі клеткі 661W — імарта́лізаваную лінію мышыных клетак, падобных да фотарэцэптараў, — якія на працягу 24 гадзін падвяргалі ўздзеянню ратэнону з метыленавым сінім або без яго. Выжывальнасць паляпшалася пры 30 мікрамоль на літр, а ніжэйшыя канцэнтрацыі нармалізавалі суадносіны NADH і NAD+ і зніжалі акісляльны стрэс. Асабліва паказальна тое, чаго метыленавы сіні не рабіў: ён не аднаўляў ATP. Абарона была звязаная з паслабленнем акісляльна-аднаўленчага стрэсу і прыгнятаннем стрэсавых сігнальных шляхоў, у тым ліку мітахандрыяльнага адказу на няправільна згорнутыя бялкі і маркераў мітафагіі, а не з аднаўленнем энергазабеспячэння.

Гэтае адрозненне важнае для сцвярджэнняў пра метыленавы сіні і сятчатку. Злучэнне можа падтрымліваць жыццё фотарэцэптара ва ўмовах стрэсу, не выпраўляючы яго энергетычнага дэфіцыту, што звужае любую тэрапеўтычную інтэрпрэтацыю да акісляльна-аднаўленчага стрэсу, а не шырокага амаладжэння.

Параўнанне трох даследаванняў

У параўнанні ніжэй кожнае даследаванне апісана паводле мадэлі і шляху ўвядзення, бо менавіта гэтыя дзве калонкі вызначаюць, якія высновы дазваляе зрабіць вынік.

Кожны радок апісвае даклінічнае даследаванне. Ні ў адным не ўдзельнічалі пацыенты, не вымяралі зрок і не выпрабоўвалі афтальмалагічную лекавую форму.

Чаму гэта не лячэнне глаўкомы

Лячэнне глаўкомы зніжае ўнутрывочны ціск. Нейрапратэкцыя мае іншую мэту: захаваць жыццё гангліёзных клетак і іх аксонаў ва ўмовах стрэсу. Даследаванні вышэй належаць да другога кірунку, а не да першага. Ні ў адным з іх не зніжалі ціск і не параўноўвалі метыленавы сіні з лячэннем, якое зніжае ціск. Таму ўсталяваныя падыходы да лячэння глаўкомы і кантролю ціску застаюцца асобным пытаннем ад акісляльна-аднаўленчай нейрапратэкцыі, а вынік пра выжывальнасць клетак нельга тлумачыць як захаванне зроку.

Адрозненні ў шляхах увядзення падкрэсліваюць гэта. Адначасовая інтравітрэальная ін'екцыя змяшчае вядомую колькасць рэчыва побач з сятчаткай у момант пашкоджання. Увядзенне з пітной вадой падвяргае ўздзеянню ўвесь арганізм жывёлы на працягу месяцаў пры невядомай канцэнтрацыі ў сятчатцы. Культуральнае асяроддзе непасрэдна ўздзейнічае на клеткі без тканкавых бар'ераў. Ніводны з гэтых спосабаў не дазваляе прадказаць, якая доля мясцовай дозы пройдзе праз рагавіцу, не будзе вымытая слязамі, пераадолее крышталік і шклопадобнае цела і дасягне аднаго з слаёў сятчаткі ў карыснай канцэнтрацыі. Гэтая праблема дастаўкі — частка шырэйшага пытання пра шляхі ўвядзення і размеркаванне метыленавага сіняга, дзе кожны шлях патрабуе ўласных вымярэнняў канцэнтрацыі.

Адрозненні паміж тканкамі ствараюць другі бар'ер. Фарбавальнік, які дасягнуў пярэдняй часткі вока, яшчэ не дасягнуў задняй, а канцэнтрацыя, якая дапамагае аднаму слою, можа пашкодзіць іншы. Растворы з рознічнага продажу не вырабляюць, не стэрылізуюць, не буферуюць і не кансервуюць як афтальмалагічныя прэпараты, а чысціня, pH, асмаляльнасць і дапаможныя рэчывы маюць значэнне пры ўздзеянні на рагавіцу і ўнутрывочныя структуры. Нішто ў гэтых выніках даследаванняў сятчаткі не абгрунтоўвае ўвядзенне такіх раствораў у вока або іх нанясенне на яго. Пытанні пра стандарты падрыхтоўкі раствораў належаць да тэмы бяспекі і абыходжання з метыленавым сінім.

Дзе заканчваюцца доказы

Разам гэтыя тры працы пацвярджаюць вузкае сцвярджэнне: у кантраляваных умовах метыленавы сіні можа паслабляць мітахандрыяльны акісляльна-аднаўленчы стрэс у нейронах сятчаткі і захоўваць іх структуру. Сцвярджэнне заканчваецца там, дзе заканчваюцца гэтыя ўмовы. Мадэлі з таксінам і генетычным дэфектам комплексу I — гэта не глаўкома, друзы або дыябетычнае захворванне. Кароткія перыяды назірання і структурныя канчатковыя паказчыкі — гэта не доўгатэрміновае захаванне зроку. А ахоўная канцэнтрацыя ў адным асяроддзі — не доза для іншага.

Для больш пераканаўчага абгрунтавання патрэбныя асобныя элементы: вызначаная экспазіцыя сятчаткі пасля ўвядзення шляхам, прыдатным для клінічнага прымянення, функцыянальныя паказчыкі зроку ў жывёл, карысць незалежна ад ціску ў мадэлі, адпаведнай глаўкоме, а затым даныя пра бяспеку і эфектыўнасць у людзей. Пакуль гэтага няма, сувязь метыленавага сіняга са зрокам застаецца даследчай гіпотэзай з выразнымі межамі: праўдападобнае мітахандрыяльнае фармакалагічнае дзеянне ў сятчатцы, прадэманстраванае толькі на клетках і жывёлах, без падставы пераходзіць ад гэтых даследаванняў да лячэння вачэй.