Российские ученые обнаружили, что повреждение клеток сетчатки глаза, связанное со старением, может быть предотвращено путем ее насыщения природными антиоксидантами — каротиноидами, изначально присутствующими в зрительной системе человека. В качестве переносчика этих молекул может быть использован каротиноидсвязывающий белок AstaP из зеленых водорослей. Исследователи выяснили, что каротиноид зеаксантин способен ослаблять токсические эффекты окислительного стресса в сетчатке, а белок AstaP — доставлять его в клетки этой ткани. В перспективе подобный тандем можно использовать для терапии возрастной макулярной дегенерации (ВМД) — широко распространенного заболевания, приводящего к необратимой слепоте. Результаты работы опубликованы в журнале FEBS Journal, сообщает пресс-служба МГУ имени М.В. Ломоносова.
Окислительный стресс способен сильно навредить сечатке глаза, так как для ее функционирования требуется максимальное среди всех тканей организма количество кислорода. Он взаимодействует с молекулами, постоянно облучающимися светом, и генерирует множество токсичных соединений. Большинство этих молекул сосредоточено внутри фоторецепторных дисков — замкнутых мембранных структур в зрительных нейронах, палочках и колбочках. В здоровом глазу присутствует защитный механизм, утилизирующий эти молекулы за счет движения дисков внутри палочки и их «поедания» и «переваривания» (фагоцитоза) обслуживающими клетками пигментного эпителия сетчатки. С возрастом этот механизм ломается, компоненты дисков накапливаются, и их облучение инициирует окислительный стресс и гибель пигментного эпителия. Разрушаются и сами зрительные нейроны. Возникающие при этом островки атрофии (географическая атрофия) проявляются как необратимая потеря центрального зрения. Заболевание называют возрастной макулярной дегенерации. По некоторым данным, ВМД охватывает до 12% всего населения старше 40 лет.
«Как же защитить сетчатку? Правильнее всего — систематически восполнять запас физиологических антиоксидантных веществ, изначально присутствующих в этой ткани. Это будет максимально эффективным решением и не будет вызывать токсических эффектов. Среди таких веществ, например, витамины С и Е. Однако более перспективными в этом смысле являются каротиноиды — компоненты желтого пятна сетчатки, способные не только нейтрализовать активные формы кислорода, но и поглощать повреждающее излучение. Проблема в том, что эти вещества нерастворимы в воде и поэтому обладают низкой биодоступностью при обычных способах введения», — рассказал Евгений Зерний, заведующий лабораторией биомедицины НИИ Физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ имени М.В. Ломоносова.
Российские ученые предложили новый способ направленной доставки нерастворимых каротиноидов в клетки сетчатки за счет применения каротиноидсвязывающего белка AstaP из зеленых водорослей Coelastrella astaxanthina Ki-4. Исследователи оптимизировали его структуру, которая сохранила способность белка удерживать каротиноид и при этом лишила его главного недоставка белковых лекарств — уязвимости к действию протеолитических ферментов тканей глаза. Ученые провели успешные испытания нового комплекса и показали, что он эффективен против широкого спектра активных форм кислорода и способен доставлять каротиноид непосредственно в клетки пигментного эпителия сетчатки, предотвращая их гибель в условиях фотоиндицируемого окислительного стресса.
«Подобные комплексы имеют больше перспективы в качестве нейропротекторных лекарств, которых так не хватает в офтальмологии. Анатомические особенности глаза позволяют вводить препараты непосредственно в стекловидное тело, которое постепенно отдает их сетчатке, пролонгируя терапевтический эффект. В настоящее время мы проводим испытания комплекса зеаксантин-AstaP на животной модели ВМД, и первые результаты говорят о высокой эффективности доставки каротиноида», — прокомментировала научный сотрудник лаборатории физико-химии биологических мембран биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова Светлана Сидоренко.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
