Сотрудники биологического факультета и НИИ ФХБ МГУ совместно с коллегами из ИБХ РАН разработали новый оптический метод оценки состояния «пигментов старения», накапливающихся в зрительной системе, и испытали способ предотвращать их окисление: для этого используют белок‑опосредованную доставку природных антиоксидантов — каротиноидов. Результаты, опубликованные в The Journal of Physical Chemistry B, открывают путь к созданию эффективных методов диагностики и лечения заболеваний сетчатки.
Исследования провели в рамках Междисциплинарной научно‑образовательной школы МГУ «Молекулярные технологии живых систем и синтетическая биология».
Зрительная система играет огромную роль в жизни человека. Неизлечимая потеря зрения обычно связана с нейродегенеративными заболеваниями сетчатки и серьезно ухудшает качество жизни и работоспособность. Чаще всего такую проблему вызывает возрастная макулярная дегенерация (ВМД): она встречается у примерно каждого десятого человека старше 60 лет и у каждого пятого — старше 70 лет. Заболевание опасно тем, что на ранних стадиях протекает без симптомов, а ярко проявляется уже на этапе необратимого повреждения сетчатки. Причина ВМД — накопление в клетках пигментного эпителия (наружном слое сетчатки) «пигмента старения» липофусцина. Это своего рода клеточный мусор, который скапливается из‑за сбоя механизмов утилизации. Под действием света его компоненты окисляются и образуют ядовитые активные формы кислорода — из‑за этого клетки пигментного эпителия гибнут, а вместе с ними необратимо дегенерируют обслуживаемые ими фоторецепторные нейроны — палочки и колбочки.
Современные методы оценки состояния пигментного эпителия основаны на детекции аутофлуоресценции сетчатки. Для этого глазное дно облучается синим светом, заставляющим липофусциновые гранулы светиться. Однако у этого метода есть существенный недостаток: невозможно определить состав липофусцина, то есть понять, насколько он фототоксичен для клетки.
Коллектив ученых из МГУ и ИБХ предложил решать эту проблему с помощью лазерной спектроскопии с пикосекундным разрешением — она позволяет измерять время жизни флуоресценции липофусциновых гранул. При воздействии синим светом этот параметр растет параллельно с повышением токсичности липофусцина. Благодаря такой зависимости можно определять степень агрессивности липофусциновых гранул — это пригодится для диагностики.
Примечательно, что этот метод применим и для контроля эффективности новых способов нейропротекции сетчатки при ВМД, активно разрабатываемых в настоящее время. Один из таких способов, предложенный нашим коллективом, основан на восполнении уровней природных антиоксидантов глаза — каротиноидов (лютеина, зеаксантина) — за счет их доставки к сетчатке с помощью уникального транспортного белка AstaP, обеспечивающего их растворимость и, как следствие, высокую биодоступность. Применение этого комплекса действительно предотвращает увеличение времени жизни флуоресценции липофусциновых гранул в клетках пигментного эпителия, то есть делает их существенно менее опасными. Мы надеемся, что внедрение всех упомянутых методов позволит существенно улучшить диагностику ВМД и замедлить прогрессирование этого серьезного заболевания.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые нашли способ «оживить» погибающие клетки.
