Ученые приблизились к лечению катаракты

Ученые определили химические вещества, которые могут быть потенциально использованы для создания глазных капель. Эта лекарственная форма способна обратить вспять катаракту, ведущую причину слепоты. ВОЗ относит катаракту к «приоритетной болезни глаз». Это заболевание возникает, когда линзы глаза теряют свою прозрачность. Более 20 млн человек во всем мире страдает от катаракты. Несмотря на то, что катаракта может быть успешно удалена хирургическим путем, такой подход является дорогостоящим. Поэтому у большинства людей в развивающихся странах в результате отсутствия лечения катаракты наступает слепота.

Катаракта – это болезнь старения

Катаракта в первую очередь является болезнью старения. Как видно из нейродегенеративных заболеваний (болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона), отличительным признаком этих состояний является неправильное сворачивание и слипание вместе основных белков. В случае катаракты поражены белки, известные как кристаллины.

Кристаллины являются основным компонентом волоконных клеток, которые образуют в глазах «линзы». Уникальные свойства этих клеток делают их особенно уязвимыми к повреждениям. Вскоре после рождения все волоконные клетки в глазу теряют способность создавать новые белки и избавляться от старых белков. Таким образом, кристаллины в глазах взрослого человека такие же, как и при рождении.

Для того, чтобы линза глаза хорошо функционировала, конечный резервуар кристаллинов должен поддерживать прозрачность волоконных клеток и их гибкость, а мышцы глаза должны постоянно растягивать и расслаблять объектив, чтобы позволить нам сосредоточиться на объектах, находящихся на различных расстояниях.

В кристаллинах эту задачу выполняют белки-наставники, которые действуют как «антифриз», сохраняя кристаллины растворимыми в деликатном равновесии в течение десятилетий. При патологии кристаллины слипаются вместе. Аналогичный процесс лежит в основе других заболеваний, связанных со старением, таких как болезнь Альцгеймера. Но при каждой такой болезни старения слипаются вместе разные специфические белки (и в разных местах в организме!). Во всех случаях эти слипшиеся вместе белки называют амилоидами.

Белки амилоиды труднее плавятся

В новом исследовании ученые выявили основную разницу между правильно сложенными кристаллиными и их амилоидными формами: амилоиды труднее плавятся. Исследовательская группа использовала метод, известный как высоко пропускная дифференциальная сканирующая флуориметрия (HT-DSF), при которой белки излучают свет, когда они достигают своей точки плавления. Ученые нагревали амилоиды, применяя тысячи химических соединений.

Так как точка плавления амилоидов выше, чем нормальных кристаллинов, команда сосредоточилась на поиске химических веществ, которые понижают температуры плавления амилоидов при нормальном, здоровом диапазоне.

Стерины способны лечить катаракту

Группа начала с изучения 2450 соединений, а затем нацелилась на 12, которые являются членами химического класса соединений – стеринов. В июне 2015 г уже было показано, что ланостерин обращал вспять катаракту. Используя ланостерол и другие стерины как ключ, ученые остановились на «соединении 29», которое можно применять для создания растворяющих катаракту глазных капель.

В лабораторных исследованиях было показано, что соединение 29 значительно стабилизировало кристаллины и предотвращало их от формирования амилоидов. Ученые также обнаружили, что соединение 29 растворяет уже сформированные амилоиды.

Команда испытала глазные капли на основе соединения 29 у мышей, несущих мутации, которые делают их предрасположенными к катаракте. Они обнаружили, что глазные капли частично восстанавливают прозрачность линз у пострадавших от катаракты мышей. Аналогичные результаты были отмечены при применении глазных капель на основе соединения 29 у мышей, у которых естественно развилась возрастная катаракта. Аналогичные результаты были получены, когда соединение 29 было применено к ткани хрусталика людей, пострадавших от катаракты (которые были удалены во время операции).

Ученые предупреждают, что мера прозрачности хрусталика при применении щелевой лампы, используемой в исследовании, не являются прямым показателем остроты зрения. Только клинические исследования с участием людей могут установить значение соединения 29 в лечении катаракты.

Собаки также подвержены развитию катаракты. Половина всех собак в возрасте старше 9 лет страдает от катаракты. Эффективные глазные капли для лечения катаракты могут получить около 70 млн пострадавших домашних собак в США. Ученые предполагают, что соединение 29 можно применять не только для лечения катаракты, но и для лечения нейродегенеративных заболеваний. Источник: Университет Калифорнии, Сан-Франциско (UCSF)