Ученые выявили в сетчатке природную молекулу эрукамид, способную помогать тканям сопротивляться болезням, которые ведут к постепенной утрате зрения. В доклинических опытах восстановление ее концентрации активировало защитные иммунные отклики и замедлило отдельные признаки дегенерации сетчатки. О том, как молекула содействует сохранению нервной ткани и сосудов глаза, — в материале «Известий».

Каким образом сетчатка защищается от повреждений

Множество болезней, ведущих к утрате зрения, со временем повреждают сетчатку — светочувствительный пласт ткани в задней части глаза. По мере прогрессирования недуга гибнут фоторецепторы — клетки, воспринимающие зрительную информацию, — и зрение постепенно ухудшается.

Ученые из Института Скриппса, Калифорнийского университета в Сан-Диего и Медицинского исследовательского института Лоуи установили, что при травме сетчатки изменяется содержание конкретной молекулы — эрукамида. Она принадлежит к липидам, которые, кроме структурных задач, способны участвовать в передаче сигналов между клетками.

Специалисты применяли метаболомный анализ с использованием масс-спектрометрии, чтобы одновременно отслеживать множество малых молекул в тканях. Изыскание выполняли на нескольких доклинических моделях дегенерации сетчатки. Итоги опубликованы в журнале Nature Neuroscience.

Выяснилось, что концентрация эрукамида резко падала по мере ухудшения состояния фоторецепторов. Это побудило ученых предположить, что молекула способна не только отражать текущее повреждение, но и участвовать в ответе ткани на него.

Мартин Фридлендер, профессор из Института Скриппса и старший автор исследования

Сетчатка не просто деградирует; на самом деле она активно реагирует на повреждение. Наша работа выявила эрукамид как сигнальную молекулу, которая помогает координировать эту реакцию.

Какую функцию выполняет эрукамид

Дабы проверить защитную функцию молекулы, ученые восстановили ее уровень в сетчатке. Для доставки эрукамида в глаз они применяли пористые наночастицы кремния, которые способны постепенно высвобождать содержащиеся внутри вещества.

Подобный метод доставки был нужен, так как эрукамид принадлежит к гидрофобным соединениям: он слабо растворяется в воде и при введении способен образовывать скопления. Наночастицы помогали удерживать молекулу стабильной и распределять ее внутри глаза более равномерно.

После восстановления уровня эрукамида исследователи выявили изменения в работе клеток сетчатки. При этом молекула не влияла напрямую на фоторецепторы, а инициировала защитную реакцию окружающих клеток.

Гоцинь Вэй, научный сотрудник из Института Скриппса и первый автор исследования

Вместо того чтобы воздействовать на сами фоторецепторы, эрукамид, по-видимому, действует, взаимодействуя с окружающей средой.

Эрукамид активировал миелоидные клетки с маркером CD11b⁺ — иммунные клетки сетчатки, которые откликаются на повреждение и участвуют в поддержании тканей.

Каким образом молекула активирует защитные клетки

Ученые выяснили, что эрукамид связывается с белком TMEM19. Когда содержание этого белка уменьшали, миелоидные клетки переставали активироваться тем же способом, а защитный эффект эрукамида пропадал.

После активации миелоидные клетки выделяли сигнальные молекулы, связанные со стабилизацией нейроваскулярной системы сетчатки. Она объединяет нервные клетки, глию, кровеносные сосуды и иммунные клетки, которые вместе поддерживают нормальное функционирование ткани.

Принятые сигналы помогали поддерживать как нервные клетки, так и кровеносные сосуды, снабжающие их кислородом и питательными веществами. Таким образом, эрукамид, согласно экспериментальным данным, влияет не напрямую на гибнущие фоторецепторы, а на окружающую их ткань. При этом молекула не устраняла дегенерацию сетчатки полностью. Она замедляла отдельные процессы и помогала сохранять структуру и функции оставшейся ткани.

Гоцинь Вэй

Этот сдвиг в подходе может иметь важное значение для лечения дегенеративных заболеваний сетчатки в будущем.

Можно ли замедлить утрату зрения

Ученые рассматривают выявленный механизм как потенциальную базу для нового подхода к лечению болезней сетчатки. В отличие от стратегии, нацеленной непосредственно на поврежденные фоторецепторы, он предполагает усиление уже имеющейся защитной реакции ткани.

Однако пока речь идет исключительно о доклинических экспериментах. Ученым еще предстоит выяснить, одинаково ли действует механизм при различных заболеваниях сетчатки и способно ли его воздействие давать устойчивый эффект на протяжении длительного времени.

Сам эрукамид также пока трудно применять в качестве готового лекарственного средства. Из-за его гидрофобных свойств исследователям нужно разработать более действенные способы доставки и формулировки молекулы. В дальнейшем ученые намерены испытать модифицированные формы эрукамида, которые могли бы действовать сильнее или дольше, а также изучить другие родственные липидные молекулы.