మిథిలీన్ బ్లూ మరియు దృష్టి: రెటినా పరిశోధన ఏమి చూపుతోంది, దాని పరిమితులు ఏమిటి

మిథిలీన్ బ్లూ రెటినాను రక్షించినట్లు తెలిపే ఒక అధ్యయనాన్ని చదివిన పాఠకుడికి సహజంగా ఒక ప్రశ్న వస్తుంది: దాన్ని కంటిలో వేయాలా? మిథిలీన్ బ్లూ, దృష్టిపై పరిశోధన ఆ ప్రశ్నకు సమాధానం ఇవ్వదు, ఎందుకంటే ముఖ్యమైన అధ్యయనాల్లో ఏదీ ఆ ఉపయోగాన్ని పరీక్షించలేదు. ఒక అధ్యయనంలో ఈ రంగు పదార్థాన్ని ఒక విషపదార్థంతో పాటు ఎలుకల కంటిలోని విట్రియస్‌లోకి ఇంజెక్ట్ చేశారు. మరొకదానిలో పాత్రలో వేరుచేసిన కణాలు మునిగి ఉన్న పోషక మాధ్యమానికి దీన్ని కలిపారు. ఇంకొకదానిలో జన్యు ఉత్పరివర్తనాలు ఉన్న ఎలుకల తాగునీటిలో దీన్ని కలిపారు. ప్రతి ఫలితం ఆయా అందించే మార్గానికి, నమూనాకు మాత్రమే వర్తిస్తుంది.

ఈ వ్యాసం మూడు ప్రీక్లినికల్ అధ్యయనాలు, రెండు రకాల రెటినా కణాలు, ప్రయోగశాలలో రక్షణకు మరియు క్లినికల్ కంటి చికిత్సకు మధ్య ఉన్న హద్దును వివరిస్తుంది. అన్నింటిలోనూ కనిపించే ధోరణి ఒకటే: నియంత్రిత పరిస్థితుల్లో మిథిలీన్ బ్లూ రెటినా కణాల్లోని మైటోకాండ్రియల్ ఒత్తిడిని మార్చగలదు. అయితే, ఆ ఫలితం చిల్లరగా విక్రయించే ద్రావణాలను కంటికి ఉపయోగించడాన్ని సమర్థించదు.

రెండు కణ రకాలు, రెండు వేర్వేరు వ్యాధులు

రెటినాలో అనేక పొరలు ఉంటాయి, ఏ పొర అన్నది ముఖ్యం. కాంతి మొదట బయటి రెటినాలోని కాంతిగ్రాహక కణాలపై పడుతుంది. వాటి సంకేతాలు మధ్యవర్తి నాడీకణాల ద్వారా లోపలి రెటినాలోని గ్యాంగ్లియన్ కణాలకు చేరుతాయి. ఈ గ్యాంగ్లియన్ కణాల ఆక్సాన్లు దృష్టి నాడి ద్వారా బయటకు వెళ్తాయి. కింద ఉన్న చిత్రంలో పొరల పేర్లు వరుసగా చూపించారు.

గ్లాకోమా, ఆప్టిక్ న్యూరోపతిలో ప్రమాదానికి గురయ్యేవి రెటినా గ్యాంగ్లియన్ కణాలు. శోధనల్లో మిథిలీన్ బ్లూ గ్లాకోమా ప్రస్తావన వచ్చినప్పుడు, సాధారణంగా ఈ లోపలి పొరను, దాని ఆక్సాన్లను ఉద్దేశిస్తారు. బయటి రెటినా క్షీణతలో ప్రమాదానికి గురయ్యేవి కాంతిగ్రాహక కణాలు. రెటినాలో అత్యధిక శక్తి అవసరం వీటికే ఉంటుంది. ఇవి తమ కణ శ్వసన సామర్థ్య పరిమితికి దగ్గరగా పనిచేస్తాయి కాబట్టి, మైటోకాండ్రియల్ కాంప్లెక్స్ I విఫలమైనప్పుడు వీటికి మిగిలే అదనపు సామర్థ్యం చాలా తక్కువ. ఒక కణ రకంలో వచ్చిన ఫలితం మరొకదానికి వర్తించదు. కింద ఉన్న మూడు అధ్యయనాలు ఈ రెండింటినీ వేరుగానే పరిగణిస్తాయి. నమూనాలను నిర్ధారణల నుంచి వేరు చేసి చూడటం అనే సాధారణ నైపుణ్యాన్ని మిథిలీన్ బ్లూ పరిశోధనను ఎలా చదవాలి అనే వ్యాసంలో వివరించారు.

జీవించి ఉన్న ఎలుక కంటిలో గ్యాంగ్లియన్ కణాలు

ఈ మూడు అధ్యయనాల్లో మొదటిదానిలో, పరిశోధకులు ఒక ఎలుక కంటిలోని విట్రియస్‌లోకి రోటెనోన్‌ను సూక్ష్మ ఇంజెక్షన్ ద్వారా ఇచ్చి ఆప్టిక్ న్యూరోపతి నమూనాను రూపొందించారు. మరో కంటిని వాహక ద్రావణ నియంత్రణగా ఉపయోగించారు. NADH నుంచి ఎలక్ట్రాన్లను ముందుకు పంపే ప్రవేశ బిందువైన మైటోకాండ్రియల్ కాంప్లెక్స్ Iను రోటెనోన్ అడ్డుకుంటుంది. గ్యాంగ్లియన్ కణాలు, దృష్టి నాడికి సంబంధించిన వ్యాధి అయిన లెబర్ వంశపారంపర్య ఆప్టిక్ న్యూరోపతితో ఈ నమూనాను అనుసంధానించే లక్షణం కూడా కాంప్లెక్స్ I పనితీరు లోపమే.

ఇరవై నాలుగు గంటల తర్వాత, రోటెనోన్ ఇచ్చిన కళ్లలో గ్యాంగ్లియన్ కణ పొర నియంత్రణ కళ్లతో పోలిస్తే పలుచగా ఉండి, తక్కువ కణాలను కలిగి ఉంది. రోటెనోన్‌తో పాటు మిథిలీన్ బ్లూను ఇంజెక్ట్ చేసినప్పుడు, మోతాదుపై ఆధారపడే విధంగా ఆ నష్టం నివారించబడింది. పరీక్షించిన అత్యధిక మోతాదు (0.07 mg/kg, ఎలుక LD50 కంటే చాలా తక్కువ) పొర మందాన్ని, కణాల సంఖ్యను రెండింటినీ సంరక్షించింది. మెదడు కణజాల హోమోజెనేట్లలో సమాంతరంగా చేసిన పరీక్షలు రెండు ప్రభావాలను చూపించాయి: మిథిలీన్ బ్లూ రోటెనోన్ వల్ల కలిగిన ఆక్సీకరణ ఒత్తిడిని తగ్గించడమే కాకుండా, ఆక్సిజన్ వినియోగంలో వచ్చిన తగ్గుదలనూ తిప్పికొట్టింది. రచయితలు ఒక ఎక్సైటోటాక్సిక్ ప్రక్రియను ప్రతిపాదించారు. దాని ప్రకారం, రోటెనోన్ సంకేతాలను నియంత్రించే అమాక్రైన్ కణాలను దెబ్బతీస్తుంది, గ్యాంగ్లియన్ కణాలు అధికంగా సంకేతాలు పంపుతాయి, యాంటీఆక్సిడెంట్ చర్య దాని వల్ల కలిగే నష్టానికి అడ్డుకట్ట వేస్తుంది. ఆ రక్షణ వెనుక ప్రతిపాదించిన రసాయన ప్రక్రియను మిథిలీన్ బ్లూ మైటోకాండ్రియల్ క్రియావిధానాలు అనే వ్యాసంలో వివరించారు.

ఈ ఫలితానికి మూడు పరిమితులు ఉన్నాయి. రంగు పదార్థాన్ని విషపదార్థంతో పాటు నేరుగా కంటిలోకి ఇంజెక్ట్ చేశారు. అది పదార్థాన్ని అందించే విధానం మాత్రమే, చికిత్సా షెడ్యూల్ కాదు. పరిశీలన వ్యవధి 24 గంటలు. అలాగే, దెబ్బతిన్న రెండు సమూహాల్లోనూ సైటోక్రోమ్ ఆక్సిడేజ్ కొలతలు పెరిగాయి. జీవించి ఉన్న రెటినాలో కణ శ్వసనం పునరుద్ధరించబడిందనే రుజువుగా కాకుండా, అధిక క్రియాశీలతగా రచయితలు దాన్ని అర్థం చేసుకున్నారు.

పాత్రలో వేరుచేసిన గ్యాంగ్లియన్ కణాలు

రెండవ అధ్యయనంలో కంటిని పూర్తిగా పక్కన పెట్టారు. పరిశోధకులు చిన్న వయసు ఎలుకల నుంచి ప్రాథమిక రెటినా గ్యాంగ్లియన్ కణాలను వేరుచేసి, వాటిని రోటెనోన్‌కు, అపోప్టోసిస్‌ను ప్రేరేపించే స్టారోస్పోరిన్‌కు లేదా 72 గంటల తక్కువ ఆక్సిజన్ పరిస్థితికి గురిచేశారు. తర్వాత సజీవ, మృత కణాలను గుర్తించే రంగు పరీక్షతో మనుగడను కొలిచారు. కల్చర్ మాధ్యమంలో 1 మరియు 10 micromolar సాంద్రతల్లో ఉన్న మిథిలీన్ బ్లూ ప్రతి హానికర పరిస్థితిలోనూ మనుగడను మెరుగుపరిచింది. పరిస్థితిని బట్టి అది సుమారు 1.5 నుంచి 1.9 రెట్లు మెరుగైంది. దీనికి అనుబంధంగా చేసిన పరీక్షలో, హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్‌కు గురిచేసినప్పుడు మిథిలీన్ బ్లూ సైటోక్రోమ్ c ఆక్సిడేజ్ క్రియాశీలతను సంరక్షించినట్లు తేలింది.

ఇది వేరుచేసిన కణాలపై ఔషధ క్రియల అధ్యయనం. నిర్ణయించిన సాంద్రతలో ఉన్న ఈ సమ్మేళనం కల్చర్ మాధ్యమం ద్వారా వ్యాపించి కణాలకు చేరింది. ఆ మార్గంలో కార్నియా, కన్నీటి పొర, కటకం, విట్రియస్, రక్త సరఫరా లేదా రోగనిరోధక వ్యవస్థ ఏవీ లేవు. ఈ సరళతే ఆ నమూనా ఉద్దేశం: సమ్మేళనం గ్యాంగ్లియన్ కణాలకు చేరినప్పుడు, ఆ కణాలనే రక్షించవచ్చని అది చూపిస్తుంది. కార్నియా ఉపరితలంపై వేసిన ఒక చుక్క లోపలి రెటినాకు ఏదైనా నిర్ణీత సాంద్రతను అందించగలదా అనే విషయాన్ని ఇది చెప్పదు. అదే కణాలకు విషపూరిత ప్రభావం కారణంగా 10 micromolar కంటే ఎక్కువ సాంద్రతలను ఉపయోగించలేదు. పాత్రలో మోతాదు–ప్రతిస్పందన సంబంధం రెండు దిశల్లోనూ పనిచేస్తుందని ఇది గుర్తుచేస్తుంది.

జన్యు ఉత్పరివర్తనాలు ఉన్న ఎలుకల్లో, ఒక కణ శ్రేణిలో కాంతిగ్రాహక కణాలు

మూడవ అధ్యయనం బయటి రెటినాకు సంబంధించినది. పరిశోధకులు హార్లెక్విన్ ఎలుకలను ఉపయోగించారు. వీటిలో అపోప్టోసిస్‌ను ప్రేరేపించే కారకం లోపించడం వల్ల కాంప్లెక్స్ I పూర్తిగా నిర్మాణం పొందదు. 11 నెలల వయసులో కాంతిగ్రాహక కణాల నిర్మాణం, బయటి భాగాల సూచికలు, మైటోకాండ్రియాల సమగ్రతను పరిశీలించారు. పాలుతాగడం మానిన తర్వాత తాగునీటిలో రోజుకు సుమారు 10 mg/kg చొప్పున మిథిలీన్ బ్లూను ఇచ్చి, శరీరం మొత్తానికి అందేలా చేశారు. చికిత్స పొందని జన్యు ఉత్పరివర్తన ఎలుకలతో పోలిస్తే, చికిత్స పొందినవాటిలో రెటినా మందం ఎక్కువగా నిలిచింది, రోడాప్సిన్, ఆప్సిన్ సూచికలు ఎక్కువగా ఉన్నాయి, మైటోకాండ్రియాల నిర్మాణం మరింత ఆరోగ్యంగా ఉంది.

అనుబంధ కణ పరిశోధనలో 661W కణాలను ఉపయోగించారు. ఇవి నిరంతరంగా విభజించగలిగే, ఎలుక కాంతిగ్రాహక కణాలను పోలిన కణ శ్రేణి. వాటిని మిథిలీన్ బ్లూతో లేదా అది లేకుండా రోటెనోన్‌కు 24 గంటలపాటు గురిచేశారు. 30 micromolar వద్ద మనుగడ మెరుగైంది. తక్కువ సాంద్రతలు NADH నుంచి NAD+ నిష్పత్తిని సాధారణ స్థితికి తీసుకొచ్చి, ఆక్సీకరణ ఒత్తిడిని తగ్గించాయి. మిథిలీన్ బ్లూ చేయని పని ఇక్కడ ప్రత్యేకంగా గమనించాల్సిన విషయం: అది ATPను పునరుద్ధరించలేదు. శక్తి సరఫరా పునరుద్ధరణతో కాకుండా, రెడాక్స్ ఒత్తిడి ఉపశమనంతో, ఒత్తిడి ప్రతిస్పందన మార్గాలు తగ్గడంతో రక్షణ ముడిపడి ఉంది. వీటిలో మైటోకాండ్రియాల్లో మడతపడని ప్రోటీన్లకు ప్రతిస్పందన, మైటోఫజీ సూచికలు కూడా ఉన్నాయి.

మిథిలీన్ బ్లూ రెటినాపై చేసే వాదనలకు ఈ తేడా ముఖ్యం. ఒక సమ్మేళనం ఒత్తిడికి గురైన కాంతిగ్రాహక కణంలోని శక్తి లోటును సరిచేయకుండానే దాన్ని సజీవంగా ఉంచగలదు. అందువల్ల, ఏ చికిత్సా వివరణ అయినా విస్తృత పునరుజ్జీవనానికి కాకుండా రెడాక్స్ ఒత్తిడికే పరిమితమవుతుంది.

మూడు అధ్యయనాల తులన

కింది పోలికలో ప్రతి అధ్యయనాన్ని నమూనా, అందించే మార్గం ఆధారంగా గుర్తించారు. ఎందుకంటే ఫలితం దేనికి మద్దతు ఇవ్వగలదో ఈ రెండు నిలువు వరుసలే నిర్ణయిస్తాయి.

ప్రతి వరుసా ప్రీక్లినికల్ అధ్యయనాన్నే సూచిస్తుంది. ఏ అధ్యయనంలోనూ రోగులను చేర్చలేదు, దృష్టిని కొలవలేదు, కంటికి ఉపయోగించే ఔషధ తయారీ రూపాన్ని పరీక్షించలేదు.

ఇది గ్లాకోమా చికిత్స ఎందుకు కాదు

గ్లాకోమా సంరక్షణ కంటి లోపలి ఒత్తిడిని తగ్గిస్తుంది. నాడీ రక్షణ మాత్రం వేరే లక్ష్యాన్ని ప్రయత్నిస్తుంది: ఒత్తిడిలో ఉన్న గ్యాంగ్లియన్ కణాలను, వాటి ఆక్సాన్లను సజీవంగా ఉంచడం. పైన ఉన్న అధ్యయనాలు రెండవ లక్ష్యానికి చెందినవి, మొదటిదానికి కాదు. వాటిలో ఏదీ ఒత్తిడిని తగ్గించలేదు, ఏదీ మిథిలీన్ బ్లూను ఒత్తిడి తగ్గించే చికిత్సతో పోల్చలేదు. అందుకే గ్లాకోమా, ఒత్తిడి నియంత్రణకు స్థిరపడిన విధానాలు రెడాక్స్ నాడీ రక్షణకు వేరైన అంశంగా ఉంటాయి. అలాగే, కణాల మనుగడ ఫలితాన్ని దృష్టి కాపాడబడిందని అర్థం చేసుకోలేం.

అందించే మార్గాల్లో తేడాలు ఈ విషయాన్ని మరింత స్పష్టం చేస్తాయి. విట్రియస్‌లోకి కలిపి ఇచ్చే ఇంజెక్షన్, గాయం సంభవించే సమయంలో తెలిసిన పరిమాణాన్ని రెటినా పక్కన ఉంచుతుంది. తాగునీటిలో ఇచ్చే మోతాదు నెలలపాటు జంతువు మొత్తం శరీరానికి అందుతుంది; రెటినాలో సాంద్రత మాత్రం తెలియదు. కల్చర్ మాధ్యమం ఎలాంటి కణజాల అవరోధాలూ లేని కణాలకు నేరుగా అందుతుంది. ఉపరితలంపై వేసిన మోతాదులో ఎంత భాగం కార్నియాను దాటి, కన్నీటి ద్వారా తొలగించబడకుండా మిగిలి, కటకం, విట్రియస్ గుండా ప్రయాణించి, రెటినాలోని ఏదైనా పొరకు ఉపయోగకరమైన సాంద్రతలో చేరుతుందో వీటిలో ఏదీ అంచనా వేయదు. ఈ పంపిణీ సమస్య మిథిలీన్ బ్లూ అందించే మార్గాలు, శరీరంలో పంపిణీ అనే విస్తృత అంశంలో భాగం. అందులో ప్రతి మార్గానికి సొంత సాంద్రత కొలతలు అవసరం.

కణజాలాల మధ్య తేడాలు రెండవ అడ్డంకిని కలిగిస్తాయి. కంటి ముందు భాగానికి చేరిన రంగు పదార్థం వెనుక భాగానికి చేరినట్లు కాదు. ఒక పొరకు సహాయపడే సాంద్రత మరొక పొరను దెబ్బతీయవచ్చు. చిల్లరగా విక్రయించే ద్రావణాలను కంటి ఉపయోగానికి ఉద్దేశించిన తయారీ రూపాల మాదిరిగా తయారు చేయరు, స్టెరిలైజ్ చేయరు, బఫర్ చేయరు లేదా సంరక్షించరు. కార్నియాకు, కంటి లోపలికి అందినప్పుడు స్వచ్ఛత, pH, ఆస్మోలాలిటీ, సహాయక పదార్థాలు అన్నీ ముఖ్యమే. రెటినాపై వచ్చిన ఈ ఫలితాల్లో ఏదీ అటువంటి ద్రావణాలను కంటిలో లేదా కంటి ఉపరితలంపై వేయడాన్ని ధ్రువీకరించదు. తయారీ ప్రమాణాలకు సంబంధించిన ప్రశ్నలను మిథిలీన్ బ్లూ భద్రత, నిర్వహణ సందర్భంలో చూడాలి.

ఆధారాలు ఎక్కడ ఆగిపోతాయి

ఈ మూడు పత్రాలను కలిపి చదివితే, అవి ఒక పరిమిత వాదనకు మద్దతు ఇస్తాయి: నియంత్రిత పరిస్థితుల్లో మిథిలీన్ బ్లూ రెటినా నాడీకణాల్లోని మైటోకాండ్రియల్ రెడాక్స్ ఒత్తిడిని తగ్గించి, వాటి నిర్మాణాన్ని సంరక్షించగలదు. ఆ పరిస్థితులు ముగిసిన చోటే ఈ వాదన కూడా ముగుస్తుంది. విషపదార్థం, జన్యుపరమైన కాంప్లెక్స్ I నమూనాలు గ్లాకోమా, డ్రూసెన్ లేదా మధుమేహ సంబంధిత వ్యాధి కాదు. తక్కువ పరిశీలన వ్యవధులు, నిర్మాణానికి సంబంధించిన ఫలిత సూచికలు దీర్ఘకాలిక దృష్టికి సమానం కావు. అలాగే, ఒక విభాగంలో రక్షణనిచ్చే సాంద్రత మరొక విభాగానికి మోతాదు కాదు.

మరింత బలమైన ఆధారానికి వేర్వేరు అంశాలు అవసరం: క్లినికల్‌గా ఉపయోగించగల మార్గం ద్వారా ఇచ్చిన తర్వాత రెటినాకు ఎంత చేరుతుందో నిర్వచించడం, జంతువుల్లో దృష్టి పనితీరుకు సంబంధించిన ఫలిత సూచికలు, గ్లాకోమాకు సంబంధిత నమూనాలో ఒత్తిడితో సంబంధం లేని ప్రయోజనం, ఆ తర్వాత మానవుల్లో భద్రత, ప్రభావశీలతకు సంబంధించిన డేటా. అవి లభించే వరకు, మిథిలీన్ బ్లూ మరియు దృష్టి అనేది స్పష్టమైన హద్దులు ఉన్న పరిశోధనా పరికల్పనగానే మిగులుతుంది: రెటినాలో సాధ్యమని భావించదగిన మైటోకాండ్రియల్ ఔషధ క్రియ, కణాలు, జంతువుల్లో మాత్రమే చూపబడింది; ఈ అధ్యయనాల నుంచి కంటి చికిత్సకు దారితీసే మార్గం లేదు.