Metilen mavisi ve görme: retina araştırmaları ne gösteriyor ve nerede duruyor?

Bir okuyucu, metilen mavisinin retinayı koruduğu bir çalışmaya rastlar ve ardından doğal olarak şu soruyu sorar: göze uygulanmalı mı? Metilen mavisi ve görme üzerine yapılan araştırmalar bu soruyu yanıtlamaz; çünkü temel çalışmaların hiçbirinde bu kullanım test edilmemiştir. Bir çalışmada boya, bir toksinle birlikte farelerin vitreusuna enjekte edildi. Bir diğerinde, bir kaptaki izole hücrelerin bulunduğu besiyerine eklendi. Başka bir çalışmada ise mutant farelerin içme suyuna katıldı. Her sonuç, elde edildiği uygulama yolu ve model için geçerlidir.

Bu makale, üç klinik öncesi çalışmayı, iki retina hücresi tipini ve laboratuvar ortamındaki koruma ile klinik göz tedavisi arasındaki sınırı ele alır. Ortaya çıkan tablo tutarlıdır: metilen mavisi, kontrollü koşullarda retina hücrelerindeki mitokondriyal stresi değiştirebilir; bu bulgu, perakende satılan çözeltilerin göze uygulanmasını haklı çıkarmaz.

İki hücre tipi, iki farklı hastalık

Retina katmanlıdır ve hangi katmanın söz konusu olduğu önemlidir. Işık önce dış retinadaki fotoreseptörlere ulaşır. Bunların sinyalleri, ara nöronlardan geçerek iç retinadaki retina ganglion hücrelerine iletilir; bu hücrelerin aksonları optik sinir yoluyla gözden çıkar. Aşağıdaki şema, katmanları sırasıyla adlandırır.

Glokom ve optik nöropatide risk altındaki hücreler, retina ganglion hücreleridir. Metilen mavisi ve glokomdan söz eden aramalar genellikle bu iç tabakayı ve buradaki aksonları kasteder. Dış retina dejenerasyonunda ise risk altındaki hücreler fotoreseptörlerdir. Retinada en yüksek enerji gereksinimine sahip olan bu hücreler, hücresel solunum kapasitelerinin sınırına yakın çalışır; bu nedenle mitokondriyal kompleks I işlevini yitirdiğinde kullanabilecekleri yedek kapasite çok azdır. Bir hücre tipinde elde edilen sonuç diğerine aktarılamaz ve aşağıdaki üç çalışma bu hücre tiplerini ayrı ele alır. Modelleri sonuçlardan ayırmaya yönelik genel yaklaşım, metilen mavisi araştırmaları nasıl okunur başlıklı makalede açıklanır.

Canlı fare gözündeki ganglion hücreleri

Bu üç çalışmanın en eskisinde, araştırmacılar bir farenin tek gözünün vitreusuna rotenon mikroenjeksiyonu yaparak optik nöropati modeli oluşturdu; diğer gözü ise taşıyıcı kontrolü olarak kullandı. Rotenon, elektronların NADH'den sonraki aşamalara aktarılmasını sağlayan giriş noktası olan mitokondriyal kompleks I'i bloke eder. Kompleks I işlev bozukluğu, bu modeli ganglion hücrelerini ve optik siniri etkileyen Leber kalıtsal optik nöropatisiyle ilişkilendiren özelliktir.

Yirmi dört saat sonra, rotenon uygulanan gözlerdeki ganglion hücre tabakası kontrol gözlerine göre daha inceydi ve daha az hücre içeriyordu. Metilen mavisi rotenonla birlikte enjekte edildiğinde bu hasar doza bağlı olarak önlendi; test edilen en yüksek doz (0.07 mg/kg, fare LD50 değerinin çok altında) hem tabaka kalınlığını hem de hücre sayılarını korudu. Beyin homojenatlarında eş zamanlı yapılan testler iki etki gösterdi: metilen mavisi, rotenonun neden olduğu oksidatif stresi ve oksijen tüketimindeki düşüşü tersine çevirdi. Yazarlar eksitotoksik bir mekanizma önerdi: rotenon, sinyalleri düzenleyen amakrin hücrelere zarar veriyor, ganglion hücreleri aşırı ateşleniyor ve antioksidan etki bunun sonucunda oluşan hasarı kesintiye uğratıyordu. Bu korumanın ardında olduğu öne sürülen kimyasal süreçler, metilen mavisinin mitokondriyal mekanizmaları başlıklı makalede ayrıntılı olarak açıklanır.

Bu sonucun üç sınırı vardır. Boya, toksinle birlikte doğrudan göze enjekte edilmiştir; bu, bir uygulama yöntemidir, tedavi programı değildir. Gözlem süresi 24 saattir. Ayrıca sitokrom oksidaz ölçümleri, hasar oluşturulan her iki grupta da yükselmiştir; yazarlar bunu canlı retinada hücresel solunumun yeniden sağlandığının kanıtı olarak değil, aşırı aktivite olarak yorumlamıştır.

Bir kapta izole edilen ganglion hücreleri

İkinci çalışma, gözü tamamen devre dışı bıraktı. Araştırmacılar genç sıçanlardan primer retina ganglion hücrelerini izole etti ve bunları rotenona, apoptozu tetikleyen staurosporine veya 72 saat boyunca düşük oksijen düzeyine maruz bıraktı; ardından canlı/ölü hücre boyamasıyla sağkalımı ölçtü. Kültür besiyerindeki 1 ve 10 mikromolar metilen mavisi, her bir hasar etkenine karşı sağkalımı koşula bağlı olarak yaklaşık 1.5 ila 1.9 kat artırdı. Tamamlayıcı bir test, metilen mavisinin hidrojen peroksite maruz kalma sırasında sitokrom c oksidaz aktivitesini koruduğunu gösterdi.

Bu, izole hücre farmakolojisidir. Bileşik, belirlenmiş bir konsantrasyonda kültür besiyeri içinden difüzyonla hücrelere ulaştı; yol üzerinde kornea, gözyaşı filmi, lens, vitreus, kan dolaşımı veya bağışıklık sistemi yoktu. Modelin amacı da bu basitliktir: bileşik ganglion hücrelerine ulaştığında, hücrelerin kendilerinin korunabildiğini gösterir. Kornea yüzeyine uygulanan bir damlanın iç retinaya belirli bir konsantrasyon ulaştırıp ulaştıramayacağı hakkında hiçbir şey söylemez. Aynı hücreler üzerindeki toksisite nedeniyle 10 mikromoların üzerindeki konsantrasyonlardan kaçınılmıştır; bu da bir kaptaki doz yanıtının her iki yönde de ilerlediğini hatırlatır.

Mutant farelerde ve bir hücre hattında fotoreseptörler

Üçüncü çalışma dış retinayla ilgilidir. Araştırmacılar, kompleks I'in tam olarak bir araya gelmesini engelleyen apoptozu indükleyen faktör eksikliğine sahip Harlequin farelerini kullandı ve 11 aylıkken fotoreseptör yapısını, dış segment belirteçlerini ve mitokondriyal bütünlüğü inceledi. Metilen mavisi, sütten kesilmenin ardından içme suyuyla günde yaklaşık 10 mg/kg düzeyinde sistemik olarak verildi. Uygulama yapılan mutantlarda, uygulama yapılmayan mutantlara göre retina kalınlığı daha fazla korundu, rodopsin ve opsin belirteçleri daha yüksek düzeyde kaldı ve mitokondriyal yapı daha sağlıklıydı.

Tamamlayıcı hücre çalışmasında, ölümsüzleştirilmiş bir fare fotoreseptör benzeri hücre hattı olan 661W hücreleri kullanıldı; hücreler 24 saat boyunca metilen mavisi eşliğinde veya metilen mavisi olmadan rotenona maruz bırakıldı. Sağkalım 30 mikromolarda arttı; daha düşük konsantrasyonlar ise NADH'nin NAD+'ya oranını normalleştirdi ve oksidatif stresi azalttı. Dikkat çekici ayrıntı, metilen mavisinin neyi yapmadığıdır: ATP düzeyini eski haline getirmedi. Koruma, enerji arzının yeniden sağlanmasından çok, redoks stresinin hafiflemesi ve mitokondriyal katlanmamış protein yanıtı ile mitofaji belirteçleri dahil stres yolaklarının baskılanmasıyla ilişkiliydi.

Bu ayrım, metilen mavisinin retina üzerindeki etkilerine ilişkin iddialar açısından önemlidir. Bir bileşik, stres altındaki bir fotoreseptörü enerji açığını gidermeden canlı tutabilir; bu da olası terapötik açıklamayı genel bir gençleşmeden ziyade redoks stresiyle sınırlar.

Üç çalışmanın yan yana karşılaştırılması

Aşağıdaki karşılaştırma, her çalışmayı modeline ve uygulama yoluna göre tanımlar; çünkü sonucun neyi destekleyebileceğini bu iki sütun belirler.

Her satır klinik öncesi bir çalışmayı temsil eder. Hiçbir çalışmaya hasta alınmamış, görme ölçülmemiş veya oftalmik bir formülasyon test edilmemiştir.

Bu neden bir glokom tedavisi değildir?

Glokom tedavisi göz içi basıncını düşürür. Nöroproteksiyon ise farklı bir hedefe yönelir: stres altında ganglion hücrelerini ve aksonlarını canlı tutmak. Yukarıdaki çalışmalar ilk hedefe değil, ikinci hedefe yöneliktir. Hiçbiri basıncı düşürmemiş ve hiçbiri metilen mavisini basınç düşürücü tedaviyle karşılaştırmamıştır. Bu nedenle glokom ve basınç kontrolüne yönelik yerleşik yaklaşımlar, redoks temelli nöroproteksiyondan ayrı bir konu olarak kalır; hücre sağkalımı sonucu da görmenin korunduğu şeklinde okunamaz.

Uygulama yolları arasındaki farklar bu noktayı pekiştirir. İntravitreal birlikte enjeksiyon, hasarın oluştuğu anda retinanın yanına bilinen bir miktar yerleştirir. İçme suyuyla uygulama, retina konsantrasyonu bilinmeden hayvanın tamamını aylar boyunca bileşiğe maruz bırakır. Kültür besiyeri ise hücreleri doğrudan bileşiğe maruz bırakır. Bunların hiçbiri, topikal bir dozun hangi oranının korneayı geçeceğini, gözyaşıyla uzaklaştırılmadan kalacağını, lens ve vitreusu aşacağını ve retina katmanlarından herhangi birine yararlı bir konsantrasyonda ulaşacağını öngörmez. Bu uygulama sorunu, her uygulama yolu için ayrı konsantrasyon ölçümlerinin gerektiği metilen mavisinin uygulama yolları ve dağılımı konusunun bir parçasıdır.

Doku farklılıkları ikinci bir engel oluşturur. Gözün ön kısmına ulaşan bir boya, arka kısmına ulaşmış değildir; bir katmana yardımcı olan konsantrasyon başka bir katmana zarar verebilir. Perakende satılan çözeltiler, oftalmik preparatlar için gereken üretim, sterilizasyon, tamponlama veya koruyucu işlemlerden geçirilmez; saflık, pH, osmolalite ve yardımcı maddelerin tümü, korneanın ve göz içi dokuların maruziyeti açısından önemlidir. Bu retina bulgularının hiçbiri, söz konusu çözeltilerin gözün içine veya yüzeyine uygulanmasını desteklemez. Hazırlama standartlarına ilişkin sorular, metilen mavisinin güvenliği ve kullanımı kapsamında ele alınmalıdır.

Kanıtların sona erdiği nokta

Birlikte okunduğunda bu üç makale dar kapsamlı bir iddiayı destekler: kontrollü koşullarda metilen mavisi, retina nöronlarındaki mitokondriyal redoks stresini hafifletebilir ve yapılarını koruyabilir. İddianın geçerliliği, bu koşulların sınırında sona erer. Toksin ve genetik kompleks I modelleri; glokom, drusen veya diyabetik hastalık değildir. Kısa gözlem süreleri ve yapısal sonlanım noktaları, görmenin uzun süre korunması anlamına gelmez. Ayrıca bir bölmedeki koruyucu konsantrasyon, başka bir bölme için doz değildir.

Daha güçlü bir kanıt temeli için ayrı unsurlar gerekir: klinikte kullanılabilir bir uygulama yolundan sonra tanımlanmış retina maruziyeti, hayvanlarda işlevsel görme sonlanım noktaları, glokomla ilgili bir modelde basınçtan bağımsız yarar ve ardından insanlarda güvenlilik ve etkililik verileri. Bunlar elde edilene kadar metilen mavisi ve görme, sınırları açık bir araştırma hipotezi olarak kalır: retinada makul bir mitokondriyal farmakoloji, yalnızca hücrelerde ve hayvanlarda gösterilmiş bulgular ve bu çalışmalardan göz tedavisine uzanan bir yolun bulunmaması.