Methylene blue at paningin: ano ang ipinapakita ng pananaliksik sa retina at saan ito nagtatapos

May mambabasang nakakita ng pag-aaral kung saan naprotektahan ng methylene blue ang retina, at nagtanong ng likas na kasunod na tanong: dapat ba itong ilagay sa mata? Hindi sinasagot ng pananaliksik tungkol sa methylene blue at paningin ang tanong na iyon, dahil wala sa mahahalagang pag-aaral ang sumubok ng ganoong paggamit. Sa isa, itinurok ang tina sa vitreous ng mga daga kasabay ng isang lason. Sa isa naman, idinagdag ito sa medium na nakapalibot sa mga nakahiwalay na selula sa isang sisidlan. Sa isa pa, inilagay ito sa inuming tubig ng mga dagang may mutasyon. Ang bawat resulta ay nakatali sa paraan ng pagbibigay at modelong ginamit.

Tinatalakay ng artikulong ito ang tatlong preklinikal na pag-aaral, dalawang uri ng selula ng retina, at ang hangganan sa pagitan ng proteksiyon sa laboratoryo at klinikal na paggamot sa mata. Pare-pareho ang padron: maaaring baguhin ng methylene blue ang stress sa mitochondria ng mga selula ng retina sa ilalim ng kontroladong mga kondisyon, at hindi nagbibigay-katwiran ang natuklasang iyon sa paglalagay sa mata ng mga solusyong ibinebenta sa tingi.

Dalawang uri ng selula, dalawang magkaibang sakit

May mga sapin ang retina, at mahalaga kung aling sapin ang tinutukoy. Unang tumatama ang liwanag sa mga photoreceptor sa panlabas na retina. Dumaraan ang kanilang mga signal sa mga neuron sa pagitan ng mga sapin patungo sa mga ganglion cell ng retina sa panloob na retina, na ang mga axon ay lumalabas sa pamamagitan ng optic nerve. Pinapangalanan ng diagram sa ibaba ang mga sapin ayon sa pagkakasunod-sunod.

Ang mga ganglion cell ng retina ang mga selulang nanganganib sa glaucoma at optic neuropathy. Kapag binabanggit sa mga paghahanap ang methylene blue at glaucoma, karaniwang tinutukoy ang panloob na sapin na ito at ang mga axon nito. Ang mga photoreceptor naman ang mga selulang nanganganib sa pagkasira ng panlabas na retina. Sila ang may pinakamataas na pangangailangan sa enerhiya sa retina at gumagana malapit sa kanilang limitasyon ng respirasyon, kaya kaunti ang natitirang reserba kapag pumalya ang mitochondrial complex I. Hindi mailalapat sa ibang uri ng selula ang resulta mula sa isang uri, at pinananatiling magkahiwalay ang mga ito sa tatlong pag-aaral sa ibaba. Ipinapaliwanag sa paano basahin ang pananaliksik tungkol sa methylene blue ang pangkalahatang kasanayan sa paghihiwalay ng mga modelo mula sa mga konklusyon.

Mga ganglion cell sa mata ng buhay na daga

Sa pinakamaaga sa tatlong pag-aaral, gumawa ang mga mananaliksik ng modelo ng optic neuropathy sa pamamagitan ng pag-iniksyon ng napakaliit na dami ng rotenone sa vitreous ng isang mata ng daga, at ginamit ang kabilang mata bilang kontrol na tumanggap lamang ng likidong tagapagdala. Hinaharangan ng rotenone ang mitochondrial complex I, ang unang dinaraanan na nagpapasa ng mga electron mula sa NADH. Ang hindi maayos na paggana ng complex I rin ang katangiang nag-uugnay sa modelong ito sa Leber hereditary optic neuropathy, isang sakit ng mga ganglion cell at optic nerve.

Pagkalipas ng dalawampu't apat na oras, mas manipis ang sapin ng mga ganglion cell sa mga matang binigyan ng rotenone at mas kaunti ang mga selula rito kaysa sa mga matang kontrol. Nang sabay na itinurok ang methylene blue at rotenone, napigilan ang pinsalang iyon sa paraang nakadepende sa dosis, at napanatili ng pinakamataas na sinubukang dosis (0.07 mg/kg, lubhang mas mababa sa LD50 ng daga) ang kapal at bilang ng mga selula. Nagpakita ng dalawang epekto ang mga kasabay na pagsusuri sa mga homogenate ng utak: nabaligtad ng methylene blue ang oxidative stress na dulot ng rotenone at ang pagbaba ng pagkonsumo ng oxygen. Nagmungkahi ang mga may-akda ng mekanismong excitotoxic, kung saan sinisira ng rotenone ang mga amacrine cell na kumokontrol sa pagsesenyas, labis na nagpapadala ng signal ang mga ganglion cell, at pinuputol ng pagkilos na antioxidant ang kasunod na pinsala. Detalyado ang iminungkahing kimika sa likod ng proteksiyong iyon sa mga mekanismo ng methylene blue sa mitochondria.

May tatlong limitasyon ang resultang ito. Direktang itinurok sa mata ang tina kasabay ng lason, na isang paraan ng paghahatid, hindi iskedyul ng paggamot. Ang panahon ng pagmamasid ay 24 hours. At tumaas ang mga sukat ng cytochrome oxidase sa parehong grupong napinsala, na binigyang-kahulugan ng mga may-akda bilang sobrang aktibidad sa halip na patunay ng naibalik na respirasyon sa buhay na retina.

Mga ganglion cell na nakahiwalay sa isang sisidlan

Ganap na inalis ng ikalawang pag-aaral ang mata sa eksperimento. Inihiwalay ng mga mananaliksik ang mga primary na ganglion cell ng retina mula sa mga batang daga at inilantad ang mga ito sa rotenone, sa staurosporine na nagdudulot ng apoptosis, o sa mababang oxygen sa loob ng 72 hours, at pagkatapos ay sinukat ang pananatiling buhay gamit ang pangkulay na tumutukoy sa mga buhay at patay na selula. Ang methylene blue sa konsentrasyong 1 at 10 micromolar sa culture medium ay nagpataas ng pananatiling buhay laban sa bawat mapaminsalang kondisyon, nang humigit-kumulang 1.5 hanggang 1.9 na ulit depende sa kondisyon. Ipinakita ng kaugnay na pagsusuri na napanatili ng methylene blue ang aktibidad ng cytochrome c oxidase habang inilalantad sa hydrogen peroxide.

Ito ay parmakolohiya ng mga nakahiwalay na selula. Nakarating ang compound sa mga selula sa pamamagitan ng diffusion sa culture medium sa isang tiyak na konsentrasyon, na walang cornea, sapin ng luha, lente, vitreous, suplay ng dugo, o immune system sa daanan. Ang kasimplehang iyon ang layunin ng modelo: ipinapakita nitong maaaring maprotektahan ang mga ganglion cell mismo kapag nakarating sa kanila ang compound. Wala itong sinasabi kung ang isang patak sa ibabaw ng cornea ay makapaghahatid ng anumang tiyak na konsentrasyon sa panloob na retina. Iniwasan ang mga konsentrasyong higit sa 10 micromolar dahil sa toksisidad sa parehong mga selula, isang paalala na maaaring maging kapaki-pakinabang o nakapipinsala ang tugon sa dosis sa isang sisidlan.

Mga photoreceptor sa mga dagang may mutasyon at sa isang cell line

Tungkol sa panlabas na retina ang ikatlong pag-aaral. Gumamit ang mga mananaliksik ng mga Harlequin mouse, na may kakulangan sa apoptosis inducing factor kaya hindi ganap na nabubuo ang complex I, at sinuri ang estruktura ng photoreceptor, mga marker ng panlabas na segment, at integridad ng mitochondria sa edad na 11 months. Sistemikong ibinigay ang methylene blue sa inuming tubig pagkatapos maawat sa gatas sa humigit-kumulang 10 mg/kg per day. Kumpara sa mga dagang may mutasyon na hindi ginamot, mas napanatili ng mga ginamot ang kapal ng retina, mga marker ng rhodopsin at opsin, at mas malusog na estruktura ng mitochondria.

Gumamit ang kaugnay na eksperimento sa selula ng mga 661W cell, isang immortalized na cell line na kahawig ng photoreceptor ng daga, na inilantad sa rotenone nang may methylene blue o wala nito sa loob ng 24 hours. Tumaas ang pananatiling buhay sa 30 micromolar, at ginawang normal ng mas mabababang konsentrasyon ang proporsiyon ng NADH sa NAD+ at binawasan ang oxidative stress. Ang kapansin-pansing detalye ay ang hindi nagawa ng methylene blue: hindi nito naibalik ang ATP. Kaugnay ang proteksiyon ng pagbawas ng redox stress at pagpapahupa ng mga pathway ng stress, kabilang ang tugon sa mga hindi nakatiklop na protina sa mitochondria at mga marker ng mitophagy, sa halip na pagbawi ng suplay ng enerhiya.

Mahalaga ang pagkakaibang iyon para sa mga pahayag tungkol sa methylene blue at retina. Maaaring mapanatiling buhay ng isang compound ang photoreceptor na nasa ilalim ng stress nang hindi naaayos ang kakulangan nito sa enerhiya, kaya nililimitahan nito ang anumang paliwanag tungkol sa posibleng paggamot sa redox stress sa halip na malawakang pagpapanumbalik ng sigla.

Magkakatabing paghahambing ng tatlong pag-aaral

Tinutukoy sa paghahambing sa ibaba ang bawat pag-aaral ayon sa modelo at paraan ng pagbibigay, dahil ang dalawang kolum na iyon ang nagtatakda kung ano ang maaaring suportahan ng resulta.

Preklinikal ang bawat hanay. Walang hanay na nagsama ng mga pasyente, sumukat ng paningin, o sumubok ng pormulasyon para sa mata.

Bakit hindi ito paggamot sa glaucoma

Pinabababa ng pangangalaga sa glaucoma ang presyon sa loob ng mata. Iba ang sinusubukang gawin ng neuroprotection: panatilihing buhay ang mga ganglion cell at ang kanilang mga axon sa ilalim ng stress. Kabilang ang mga pag-aaral sa itaas sa ikalawang layunin, hindi sa una. Wala sa mga ito ang nagpababa ng presyon, at wala ring naghambing ng methylene blue sa paggamot na nagpapababa ng presyon. Kaya nananatiling hiwalay na usapin ang mga kinikilalang paraan sa pangangalaga sa glaucoma at pagkontrol ng presyon mula sa redox neuroprotection, at kaya hindi maaaring ipakahulugan ang resulta tungkol sa pananatiling buhay ng selula bilang nailigtas na paningin.

Pinatitibay ng mga pagkakaiba sa paraan ng pagbibigay ang puntong ito. Ang sabayang pag-iniksyon sa vitreous ay naglalagay ng isang tiyak na dami sa tabi ng retina sa mismong sandali ng pinsala. Inilalantad ng pagbibigay sa inuming tubig ang buong hayop sa loob ng ilang buwan, nang hindi alam ang konsentrasyon sa retina. Direktang inilalantad ng culture medium ang mga selulang walang mga nakapalibot na tisyu. Wala sa mga ito ang nakapaghuhula kung gaanong bahagi ng dosis na inilagay sa ibabaw ng mata ang tatawid sa cornea, hindi maaalis ng luha, dadaan sa lente at vitreous, at makararating sa alinman sa mga sapin ng retina sa kapaki-pakinabang na konsentrasyon. Bahagi ang problemang iyon sa paghahatid ng mas malawak na usapin ng mga paraan ng pagbibigay at distribusyon ng methylene blue, kung saan kailangan ng sariling mga sukat ng konsentrasyon para sa bawat paraan.

Nagdaragdag ng ikalawang hadlang ang mga pagkakaiba ng tisyu. Ang tinang nakarating sa harap ng mata ay hindi pa nakararating sa likod nito, at ang konsentrasyong nakatutulong sa isang sapin ay maaaring makapinsala sa iba. Ang mga solusyong ibinebenta sa tingi ay hindi ginagawa, iniisterilisa, nilalagyan ng buffer, o nilalagyan ng preservative bilang mga preparasyon para sa mata, at mahalaga ang kadalisayan, pH, osmolality, at mga excipient para sa pagkakalantad ng cornea at loob ng mata. Walang anuman sa mga natuklasang ito sa retina ang nagpapatunay na angkop ilagay ang gayong mga solusyon sa loob o ibabaw ng mata. Ang mga tanong tungkol sa mga pamantayan ng paghahanda ay saklaw ng kaligtasan at paghawak sa methylene blue.

Saan nagtatapos ang ebidensiya

Kapag binasa nang magkakasama, sinusuportahan ng tatlong papel ang isang limitadong pahayag: sa ilalim ng kontroladong mga kondisyon, maaaring bawasan ng methylene blue ang mitochondrial redox stress sa mga neuron ng retina at mapanatili ang kanilang estruktura. Nagtatapos ang pahayag kung saan nagtatapos ang mga kondisyong iyon. Ang mga modelo ng complex I na gumagamit ng lason o henetikong depekto ay hindi glaucoma, drusen, o sakit na dulot ng diabetes. Ang maiikling panahon ng pagmamasid at mga sukatan ng estruktura ay hindi katumbas ng pangmatagalang paningin. At ang konsentrasyong nagbibigay ng proteksiyon sa isang kompartimento ay hindi isang dosis para sa iba.

Mangangailangan ng magkakahiwalay na bahagi ang mas matibay na batayan: tiyak na pagkakalantad ng retina matapos gumamit ng paraang maaaring gamitin sa klinika, mga sukatan ng paggana ng paningin sa mga hayop, benepisyong hindi nakadepende sa presyon sa isang modelong may kaugnayan sa glaucoma, at pagkatapos ay datos ng kaligtasan at bisa sa mga tao. Hangga't wala ang mga iyon, nananatiling haypotesis sa pananaliksik ang methylene blue at paningin na may malinaw na hangganan: kapani-paniwalang parmakolohiya sa mitochondria ng retina, na naipakita lamang sa mga selula at hayop, at walang landas mula sa mga pag-aaral na ito patungo sa paggamot sa mata.