מתילן כחול וראייה: מה מראים מחקרי הרשתית והיכן הם נעצרים

קורא נתקל במחקר שבו מתילן כחול הגן על הרשתית, ואז שואל את השאלה המתבקשת: האם יש להכניס אותו לעין? המחקר על מתילן כחול וראייה אינו עונה על השאלה הזאת, משום שאף אחד מהמחקרים המרכזיים לא בחן שימוש כזה. במחקר אחד הוזרק הצבע לזגוגית של עכברים לצד רעלן. במחקר אחר הוא נוסף למצע שבו שהו תאים מבודדים בצלחת. במחקר שלישי הוא הוסף למי השתייה של עכברים מוטנטים. כל תוצאה תקפה לדרך המתן ולמודל שבהם התקבלה.

מאמר זה סוקר שלושה מחקרים פרה־קליניים, שני סוגים של תאי רשתית ואת הגבול שבין הגנה במעבדה לבין טיפול קליני בעיניים. התמונה עקבית: מתילן כחול יכול לשנות עקה מיטוכונדריאלית בתאי רשתית בתנאים מבוקרים, וממצא זה אינו מצדיק יישום של תמיסות קמעונאיות על העין.

שני סוגי תאים, שתי מחלות שונות

הרשתית בנויה משכבות, ולשכבה יש חשיבות. האור פוגע תחילה בקולטני האור שברשתית החיצונית. האותות שלהם עוברים דרך נוירונים מתווכים אל תאי הגנגליון שברשתית הפנימית, שהאקסונים שלהם יוצאים דרך עצב הראייה. התרשים שלהלן מציין את השכבות לפי סדרן.

תאי הגנגליון ברשתית הם התאים הנפגעים בגלאוקומה ובנוירופתיה אופטית. כשחיפושים מזכירים מתילן כחול וגלאוקומה, הם מתייחסים בדרך כלל לשכבה פנימית זו ולאקסונים שלה. קולטני האור הם התאים הנפגעים בניוון של הרשתית החיצונית. צורכי האנרגיה שלהם הם הגבוהים ביותר ברשתית, והם פועלים קרוב לגבול יכולת הנשימה התאית שלהם, כך שנותרת להם עתודה מועטה כשקומפלקס I המיטוכונדריאלי כושל. תוצאה בסוג תא אחד אינה ניתנת להשלכה על סוג התא האחר, ושלושת המחקרים שלהלן מבחינים ביניהם. המיומנות הכללית של הפרדה בין מודלים למסקנות מוסברת במאמר כיצד לקרוא מחקרים על מתילן כחול.

תאי גנגליון בעין של עכבר חי

במחקר המוקדם ביותר מבין השלושה, חוקרים יצרו מודל של נוירופתיה אופטית באמצעות הזרקת רוטנון בנפח זעיר לזגוגית של עין אחת בעכבר, והשתמשו בעין השנייה כביקורת שקיבלה את הנשא בלבד. רוטנון חוסם את קומפלקס I המיטוכונדריאלי, נקודת הכניסה שדרכה מועברים אלקטרונים מ־NADH הלאה. פגיעה בתפקוד קומפלקס I היא גם המאפיין המקשר מודל זה לנוירופתיה אופטית תורשתית על שם לבר, מחלה של תאי הגנגליון ושל עצב הראייה.

כעבור 24 שעות, שכבת תאי הגנגליון בעיניים שטופלו ברוטנון הייתה דקה יותר והכילה פחות תאים מזו שבעיני הביקורת. כשמתילן כחול הוזרק יחד עם רוטנון, הנזק נמנע באופן תלוי מינון, והמינון הגבוה ביותר שנבדק (0.07 mg/kg, נמוך בהרבה מה־LD50 בעכברים) שימר הן את עובי השכבה והן את מספר התאים. בדיקות מקבילות בהומוגנטים של מוח הראו שתי השפעות: מתילן כחול הפך את העקה החמצונית שהשרה רוטנון ואת הירידה בצריכת החמצן. המחברים הציעו מנגנון של רעילות עקב עירור יתר, שבו רוטנון פוגע בתאים אמקריניים מווסתים, תאי הגנגליון יורים ביתר, ופעילות נוגדת חמצון קוטעת את הנזק הנוצר. הכימיה המוצעת שבבסיס הגנה זו מפורטת במאמר המנגנונים המיטוכונדריאליים של מתילן כחול.

לתוצאה זו שלוש מגבלות. הצבע הוזרק יחד עם הרעלן ישירות לעין — זו שיטת מתן, לא משטר טיפול. חלון התצפית היה 24 שעות. נוסף על כך, מדדי הציטוכרום אוקסידאז עלו בשתי הקבוצות שנפגעו, והמחברים פירשו זאת כפעילות יתר ולא כהוכחה לשיקום הנשימה התאית ברשתית החיה.

תאי גנגליון מבודדים בצלחת

המחקר השני הוציא את העין מהתמונה לחלוטין. החוקרים בודדו תאי גנגליון ראשוניים מרשתיות של חולדות צעירות וחשפו אותם לרוטנון, לסטאורוספורין המשרה אפופטוזיס, או ל־72 שעות של רמות חמצן נמוכות, ולאחר מכן מדדו הישרדות באמצעות צביעה המבחינה בין תאים חיים למתים. מתילן כחול בריכוזים של 1 ו־10 micromolar במצע התרבית שיפר את ההישרדות מול כל אחד מגורמי הפגיעה, פי 1.5 עד 1.9 בקירוב, בהתאם לתנאי הניסוי. בדיקה נלווית הראתה שמתילן כחול שימר את פעילות ציטוכרום c אוקסידאז במהלך חשיפה למי חמצן.

זוהי פרמקולוגיה של תאים מבודדים. התרכובת הגיעה לתאים בדיפוזיה דרך מצע תרבית בריכוז מוגדר, ללא קרנית, שכבת דמעות, עדשה, זגוגית, אספקת דם או מערכת חיסון בדרך. הפשטות הזאת היא מטרת המודל: הוא מראה שאפשר להגן על תאי הגנגליון עצמם כשהתרכובת מגיעה אליהם. הוא אינו אומר דבר על השאלה אם טיפה על פני הקרנית תעביר ריכוז מוגדר כלשהו לרשתית הפנימית. החוקרים נמנעו מריכוזים מעל 10 micromolar בשל רעילות לאותם תאים — תזכורת לכך שהקשר בין מינון לתגובה בצלחת פועל בשני הכיוונים.

קולטני אור בעכברים מוטנטים ובקו תאים

המחקר השלישי עוסק ברשתית החיצונית. החוקרים השתמשו בעכברי Harlequin, שבהם חסר בגורם משרה אפופטוזיס מותיר את קומפלקס I מורכב באופן לא מלא, ובחנו את מבנה קולטני האור, סמנים של המקטעים החיצוניים ושלמות מיטוכונדריאלית בגיל 11 חודשים. מתילן כחול ניתן באופן מערכתי במי השתייה לאחר הגמילה, בכמות של כ־10 mg/kg ליום. בעכברים המוטנטים שטופלו נשמרו עובי רשתית גדול יותר, רמות גבוהות יותר של סמני רודופסין ואופסין, ומבנה מיטוכונדריאלי תקין יותר בהשוואה למוטנטים שלא טופלו.

בעבודה הנלווית בתאים נעשה שימוש בתאי 661W, קו תאים מונצח דמוי קולטני אור מעכבר, שנחשפו לרוטנון עם מתילן כחול או בלעדיו למשך 24 שעות. ההישרדות השתפרה בריכוז של 30 micromolar, וריכוזים נמוכים יותר החזירו את היחס בין NADH ל־NAD+ לטווח התקין והפחיתו עקה חמצונית. הפרט הבולט הוא מה שמתילן כחול לא עשה: הוא לא שיקם את רמות ה־ATP. ההגנה הייתה קשורה להקלה בעקת חמצון־חיזור ולמיתון מסלולי עקה, ובהם תגובת החלבונים הלא־מקופלים במיטוכונדריה וסמני מיטופגיה, ולא לשיקום אספקת האנרגיה.

להבחנה הזאת יש חשיבות בטענות על מתילן כחול והרשתית. תרכובת יכולה לשמור על חיותו של קולטן אור הנתון לעקה בלי לתקן את המחסור שלו באנרגיה, ולכן כל פרשנות טיפולית מוגבלת לעקת חמצון־חיזור ולא להצערה רחבה.

שלושת המחקרים זה לצד זה

ההשוואה שלהלן מציינת לכל מחקר את המודל ואת דרך המתן, משום ששתי העמודות האלה קובעות במה התוצאה יכולה לתמוך.

כל שורה מתארת מחקר פרה־קליני. אף אחד מהמחקרים לא כלל מטופלים, מדד ראייה או בחן תכשיר עיני.

מדוע זה אינו טיפול בגלאוקומה

הטיפול בגלאוקומה מפחית את הלחץ התוך־עיני. הגנה עצבית מנסה להשיג דבר אחר: לשמור על חיותם של תאי הגנגליון והאקסונים שלהם בתנאי עקה. המחקרים שלעיל שייכים למטרה השנייה, לא לראשונה. אף אחד מהם לא הפחית לחץ, ואף אחד מהם לא השווה מתילן כחול לטיפול להפחתת לחץ. לכן גישות מבוססות לטיפול בגלאוקומה ולבקרת לחץ נותרות שאלה נפרדת מהגנה עצבית באמצעות חמצון־חיזור, ותוצאה של הישרדות תאים אינה יכולה להתפרש כהצלת הראייה.

ההבדלים בדרכי המתן מחזקים את הנקודה הזאת. הזרקה משולבת לזגוגית מציבה כמות ידועה ליד הרשתית ברגע הפגיעה. מתן במי השתייה חושף את בעל החיים כולו לאורך חודשים, בריכוז לא ידוע ברשתית. מצע תרבית חושף תאים ללא מחסומי רקמה באופן ישיר. אף אחת מהדרכים האלה אינה מנבאת איזה חלק ממנה הניתנת מקומית יחצה את הקרנית, לא יסולק עם הדמעות, יעבור דרך העדשה והזגוגית, ויגיע לאחת משכבות הרשתית בריכוז מועיל. בעיית ההעברה הזאת היא חלק מהשאלה הרחבה יותר של דרכי המתן והפיזור של מתילן כחול, שבה כל דרך מתן דורשת מדידות ריכוז משלה.

ההבדלים בין הרקמות מוסיפים מחסום שני. צבע שהגיע לחלק הקדמי של העין עדיין לא הגיע לחלקה האחורי, וריכוז שמועיל לשכבה אחת עלול לפגוע באחרת. תמיסות קמעונאיות אינן מיוצרות, מעוקרות, מותאמות באמצעות בופרים או משומרות כתכשירים עיניים, ולטוהר, ל־pH, לאוסמולליות ולחומרי העזר יש חשיבות בחשיפה של הקרנית ושל פנים העין. אין בממצאים האלה על הרשתית דבר המכשיר הכנסת תמיסות כאלה לעין או יישומן על העין. שאלות על תקני הכנה שייכות לנושא הבטיחות והטיפול במתילן כחול.

היכן הראיות נעצרות

בקריאה משותפת, שלושת המאמרים תומכים בטענה מצומצמת: בתנאים מבוקרים, מתילן כחול יכול להקל על עקת חמצון־חיזור מיטוכונדריאלית בנוירונים של הרשתית ולשמר את מבנם. תוקף הטענה מסתיים במקום שבו מסתיימים התנאים האלה. מודלים של רעלנים ושל פגמים גנטיים בקומפלקס I אינם גלאוקומה, דרוזן או מחלה סוכרתית. חלונות זמן קצרים ומדדי תוצאה מבניים אינם ראייה שנשמרת לאורך זמן. וריכוז מגן במדור אחד אינו מינון למדור אחר.

כדי לבסס טענה חזקה יותר יידרשו רכיבים נפרדים: חשיפה מוגדרת של הרשתית לאחר מתן בדרך שניתן להשתמש בה קלינית, מדדי תוצאה תפקודיים של ראייה בבעלי חיים, תועלת שאינה תלויה בלחץ במודל הרלוונטי לגלאוקומה, ולאחר מכן נתוני בטיחות ויעילות בבני אדם. עד שיהיו כאלה, הקשר בין מתילן כחול לראייה נותר השערת מחקר בעלת גבולות ברורים: פעילות פרמקולוגית מיטוכונדריאלית סבירה ברשתית, שהודגמה רק בתאים ובבעלי חיים, ללא מסלול ממחקרים אלה לטיפול בעיניים.