Metilēnzilais un redze: ko rāda tīklenes pētījumi un kur ir to robežas

Lasītājs atrod pētījumu, kurā metilēnzilais aizsargāja tīkleni, un uzdod likumsakarīgu jautājumu: vai to vajadzētu ievadīt acī? Pētījumi par metilēnzilo un redzi uz šo jautājumu neatbild, jo nevienā no galvenajiem pētījumiem šāds lietojums netika pārbaudīts. Vienā krāsvielu injicēja peļu acs stiklveida ķermenī kopā ar toksīnu. Otrā to pievienoja barotnei, kurā atradās izolētas šūnas laboratorijas traukā. Trešajā to pievienoja mutantu peļu dzeramajam ūdenim. Katrs rezultāts attiecas uz konkrēto ievadīšanas ceļu un modeli.

Šajā rakstā aplūkoti trīs preklīniskie pētījumi, divi tīklenes šūnu tipi un robeža starp aizsardzību laboratorijā un klīnisku acu ārstēšanu. Kopējā aina ir konsekventa: metilēnzilais kontrolētos apstākļos var mainīt mitohondriju stresu tīklenes šūnās, taču šis atklājums nepamato mazumtirdzniecībā pieejamu šķīdumu lietošanu acīs.

Divi šūnu tipi, divas atšķirīgas slimības

Tīklenei ir vairāki slāņi, un konkrētajam slānim ir nozīme. Gaisma vispirms sasniedz fotoreceptorus tīklenes ārējā daļā. To signāli caur starpneironiem nonāk tīklenes ganglionārajās šūnās tās iekšējā daļā, un šo šūnu aksoni iziet no acs pa redzes nervu. Tālāk redzamajā shēmā slāņi nosaukti secīgi.

Tīklenes ganglionārās šūnas ir šūnas, kuras apdraud glaukoma un redzes nerva neiropātija. Meklējumi par metilēnzilo un glaukomu parasti attiecas uz šo iekšējo slāni un tā aksoniem. Fotoreceptori ir šūnas, kuras apdraud tīklenes ārējās daļas deģenerācija. Tiem ir visaugstākais enerģijas pieprasījums tīklenē, un to šūnu elpošana darbojas tuvu maksimālajai jaudai, tāpēc, mitohondriju I kompleksam zaudējot funkciju, tiem paliek neliela rezerve. Rezultātu vienā šūnu tipā nevar attiecināt uz otru, un trijos tālāk aplūkotajos pētījumos tie tiek nošķirti. Vispārīgā prasme nošķirt modeļus no secinājumiem ir izskaidrota rakstā kā lasīt pētījumus par metilēnzilo.

Ganglionārās šūnas dzīvas peles acī

Agrīnākajā no šiem trim pētījumiem pētnieki modelēja redzes nerva neiropātiju, ar mikroinjekciju ievadot rotenonu vienas peles acs stiklveida ķermenī, bet otru aci izmantoja kā nesēja kontroli. Rotenons bloķē mitohondriju I kompleksu — sākuma posmu, kas nodod tālāk elektronus no NADH. I kompleksa darbības traucējumi ir arī pazīme, kas šo modeli saista ar Lēbera iedzimto redzes nerva neiropātiju — ganglionāro šūnu un redzes nerva slimību.

Pēc 24 stundām ar rotenonu apstrādātajās acīs ganglionāro šūnu slānis bija plānāks un tajā bija mazāk šūnu nekā kontroles acīs. Ja metilēnzilo injicēja kopā ar rotenonu, šis bojājums tika novērsts atkarībā no devas, un lielākā pārbaudītā deva (0.07 mg/kg, ievērojami zemāka par peļu LD50) saglabāja gan slāņa biezumu, gan šūnu skaitu. Paralēlos testos smadzeņu homogenātos konstatēja divus efektus: metilēnzilais novērsa rotenona izraisīto oksidatīvo stresu un skābekļa patēriņa samazinājumu. Autori ierosināja ekscitotoksisku mehānismu, kurā rotenons bojā modulējošās amakrīnās šūnas, ganglionārās šūnas pārmērīgi aktivējas, bet antioksidatīvā darbība pārtrauc radīto bojājumu. Šīs aizsardzības iespējamais ķīmiskais pamats ir detalizēti aprakstīts rakstā metilēnzilā mitohondriālie mehānismi.

Šim rezultātam ir trīs ierobežojumi. Krāsvielu injicēja kopā ar toksīnu tieši acī, un tā ir ievadīšanas metode, nevis ārstēšanas shēma. Novērošanas periods bija 24 stundas. Turklāt citohroma oksidāzes rādītāji pieauga abās bojājuma grupās, ko autori interpretēja kā pārmērīgu aktivitāti, nevis pierādījumu atjaunotai šūnu elpošanai dzīvā tīklenē.

Laboratorijas traukā izolētas ganglionārās šūnas

Otrajā pētījumā acs vispār netika izmantota. Pētnieki izolēja primārās tīklenes ganglionārās šūnas no jaunām žurkām un pakļāva tās rotenona, apoptozes inducētāja staurosporīna vai zema skābekļa līmeņa iedarbībai 72 stundas, pēc tam noteica izdzīvošanu ar dzīvo un mirušo šūnu krāsojumu. Metilēnzilais 1 un 10 mikromolāru koncentrācijā kultūras barotnē uzlaboja izdzīvošanu katra kaitīgā faktora ietekmē aptuveni 1.5 līdz 1.9 reizes atkarībā no apstākļiem. Papildu testā konstatēja, ka metilēnzilais saglabāja citohroma c oksidāzes aktivitāti ūdeņraža peroksīda iedarbības laikā.

Tā ir izolētu šūnu farmakoloģija. Savienojums sasniedza šūnas, difundējot caur kultūras barotni noteiktā koncentrācijā, un tā ceļā nebija radzenes, asaru plēvītes, lēcas, stiklveida ķermeņa, asinsapgādes vai imūnsistēmas. Tieši šī vienkāršība ir modeļa būtība: tas parāda, ka pašas ganglionārās šūnas var aizsargāt, ja savienojums tās sasniedz. Tas neko nepasaka par to, vai piliens uz radzenes virsmas nodrošinātu kādu noteiktu koncentrāciju tīklenes iekšējā daļā. Koncentrācijas virs 10 mikromolāriem netika izmantotas, jo tās bija toksiskas šīm pašām šūnām; tas atgādina, ka devas un atbildes reakcijas sakarība laboratorijas traukā darbojas abos virzienos.

Fotoreceptori mutantās pelēs un šūnu līnijā

Trešais pētījums attiecas uz tīklenes ārējo daļu. Pētnieki izmantoja Harlequin peles, kurām apoptozi inducējošā faktora deficīta dēļ I komplekss nav pilnībā samontēts, un 11 mēnešu vecumā pārbaudīja fotoreceptoru struktūru, ārējo segmentu marķierus un mitohondriju integritāti. Pēc atšķiršanas no mātes metilēnzilo ievadīja sistēmiski ar dzeramo ūdeni aptuveni 10 mg/kg dienā. Ārstētajām mutantajām pelēm saglabājās lielāks tīklenes biezums, vairāk rodopsīna un opsīna marķieru un veselīgāka mitohondriju struktūra nekā neārstētajām mutantajām pelēm.

Saistītajā darbā ar šūnām izmantoja 661W šūnas — nemirstīgu peles fotoreceptoriem līdzīgu šūnu līniju, kuru 24 stundas pakļāva rotenona iedarbībai ar metilēnzilo vai bez tā. Izdzīvošana uzlabojās pie 30 mikromolāru koncentrācijas, bet zemākas koncentrācijas normalizēja NADH un NAD+ attiecību un mazināja oksidatīvo stresu. Īpaši būtiski ir tas, ko metilēnzilais neizdarīja: tas neatjaunoja ATP. Aizsardzība bija saistīta ar redoksstresa mazināšanos un nomāktiem stresa signālceļiem, tostarp mitohondriju nesalocīto olbaltumvielu atbildes reakciju un mitofāgijas marķieriem, nevis ar atjaunotu enerģijas nodrošinājumu.

Šī atšķirība ir svarīga apgalvojumiem par metilēnzilo un tīkleni. Savienojums var uzturēt stresa skarta fotoreceptora dzīvotspēju, nenovēršot tā enerģijas deficītu, tādējādi sašaurinot jebkuru terapeitisko skaidrojumu līdz redoksstresam, nevis visaptverošai atjaunošanai.

Trīs pētījumu salīdzinājums

Tālāk katrs pētījums ir salīdzināts pēc modeļa un ievadīšanas ceļa, jo tieši šīs divas ailes nosaka, kādus secinājumus rezultāts var pamatot.

Visas rindas attiecas uz preklīniskiem pētījumiem. Nevienā netika iesaistīti pacienti, mērīta redze vai pārbaudīts oftalmoloģisks preparāts.

Kāpēc tā nav glaukomas ārstēšana

Glaukomas ārstēšana pazemina acs iekšējo spiedienu. Neiroprotekcijas mērķis ir cits: saglabāt ganglionāro šūnu un to aksonu dzīvotspēju stresa apstākļos. Iepriekš minētie pētījumi attiecas uz otro mērķi, nevis pirmo. Nevienā no tiem spiediens netika pazemināts, un nevienā metilēnzilais netika salīdzināts ar spiedienu pazeminošu ārstēšanu. Tāpēc atzītās glaukomas ārstēšanas un spiediena kontroles pieejas joprojām ir atsevišķs jautājums no redoksneiroprotekcijas, un šūnu izdzīvošanas rezultātu nevar interpretēt kā saglabātu redzi.

Ievadīšanas ceļu atšķirības šo secinājumu nostiprina. Kopīga intravitreāla injekcija bojājuma brīdī novieto zināmu daudzumu blakus tīklenei. Ievadīšana ar dzeramo ūdeni mēnešiem ilgi pakļauj iedarbībai visu dzīvnieku, bet koncentrācija tīklenē nav zināma. Kultūras barotne tieši iedarbojas uz šūnām bez apkārtējiem audiem. Neviens no šiem veidiem neļauj paredzēt, kāda lokāli lietotas devas daļa šķērsotu radzeni, saglabātos pēc izskalošanas ar asarām, izietu cauri lēcai un stiklveida ķermenim un sasniegtu kādu no tīklenes slāņiem labvēlīgā koncentrācijā. Šī nogādāšanas problēma ir daļa no plašāka jautājuma par metilēnzilā ievadīšanas ceļiem un izkliedi, kur katram ceļam nepieciešami savi koncentrācijas mērījumi.

Audu atšķirības rada otru šķērsli. Krāsviela, kas sasniedz acs priekšējo daļu, nav sasniegusi tās mugurējo daļu, un koncentrācija, kas palīdz vienam slānim, var bojāt citu. Mazumtirdzniecībā pieejami šķīdumi netiek ražoti, sterilizēti, buferēti vai konservēti kā oftalmoloģiski preparāti, un iedarbībā uz radzeni un acs iekšējiem audiem nozīme ir tīrībai, pH, osmolalitātei un palīgvielām. Nekas šajos tīklenes pētījumu atklājumos nepamato šādu šķīdumu ievadīšanu acī vai uzklāšanu uz tās. Jautājumi par preparātu standartiem ir skatāmi kopā ar metilēnzilā drošumu un apiešanos ar to.

Kur beidzas pierādījumi

Aplūkojot kopā, šie trīs raksti pamato šauru apgalvojumu: kontrolētos apstākļos metilēnzilais var mazināt mitohondriju redoksstresu tīklenes neironos un saglabāt to struktūru. Apgalvojuma robežas sakrīt ar šo apstākļu robežām. Toksīnu un ģenētiski izraisītu I kompleksa traucējumu modeļi nav glaukoma, drūzas vai diabētiska slimība. Īsi novērošanas periodi un strukturāli galarezultāti nav ilgstoši saglabāta redze. Un aizsargājoša koncentrācija vienā nodalījumā nav deva citam.

Spēcīgākam pamatojumam būtu vajadzīgi atsevišķi elementi: noteikta iedarbība uz tīkleni pēc ievadīšanas klīniski izmantojamā veidā, funkcionāli redzes galarezultāti dzīvniekiem, no spiediena neatkarīgs ieguvums glaukomai atbilstošā modelī un pēc tam dati par drošumu un efektivitāti cilvēkiem. Kamēr šādu datu nav, metilēnzilā saistība ar redzi paliek pētnieciska hipotēze ar skaidrām robežām: ticama mitohondriāla farmakoloģiska darbība tīklenē, kas pierādīta tikai šūnās un dzīvniekos, bez ceļa no šiem pētījumiem līdz acu ārstēšanai.