Специалисты биологического факультета и НИИ ФХБ МГУ, в сотрудничестве с учеными ИБХ РАН, создали новый оптический метод для оценки состояния «пигментов старения», которые накапливаются в зрительной системе. Также была проведена проверка инновационной технологии, направленной на предотвращение их окисления посредством доставки природных антиоксидантов – каротиноидов, с использованием белков. Результаты работы, опубликованные в The Journal of Physical Chemistry B, открывают путь к созданию эффективных методов диагностики и лечения заболеваний сетчатки.
Работы были выполнены в рамках Междисциплинарной научно-образовательной школы МГУ, посвященной молекулярным технологиям живых систем и синтетической биологии».
Значение зрительной системы в жизни человека трудно переоценить. Необратимая потеря зрения зачастую является следствием развития нейродегенеративных заболеваний сетчатки и всегда представляет собой серьёзную социальную проблему, поскольку значительно снижает трудоспособность и ухудшает качество жизни. Возрастная макулярная дегенерация (ВМД) является наиболее распространенным из подобных заболеваний, затрагивая примерно каждого десятого человека старше 60 лет и каждого пятого старше 70 лет. Особенность этого заболевания заключается в его скрытом течении на начальных этапах и проявлении только при развитии необратимых повреждений сетчатки. В основе ВМД лежит накопление «пигмента старения» – липофусцина, которое происходит в наружном слое сетчатки, в клетках пигментного эпителия. Липофусцин по сути является клеточным мусором, накапливающимся из-за сбоев в процессах очищения. Окисление его компонентов под воздействием света приводит к образованию токсичных активных форм кислорода, что нарушает нормальную функцию клеток пигментного эпителия и, в конечном итоге, приводит к их гибели, вызывая при этом необратимую дегенерацию фоторецепторных нейронов – палочек и колбочек.
«Состояние пигментного эпителия глаза сегодня оценивают с помощью выявления спонтанной флуоресценции сетчатки, – рассказывает Евгений Зерний, заведующий лабораторией биомедицинских исследований НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ. – При проведении исследования глазного дна оно подвергается воздействию синего света, что вызывает свечение липофусциновых гранул. Тем не менее, данный метод имеет значительный недостаток – он не позволяет установить состав липофусцина и, следовательно, оценить степень его фототоксичности для клетки» .
Решение данной проблемы было найдено специалистами из МГУ и ИБХ, которые предложили метод измерения продолжительности флуоресценции липофусциновых гранул с использованием лазерной спектроскопии, обладающей пикосекундным разрешением. Под воздействием синего света этот показатель возрастает пропорционально увеличению токсичности липофусцина. На основе таких взаимосвязей можно определять уровень агрессивности липофусциновых гранул, что может найти применение в диагностике.
«Важно отметить, что данный подход также может быть использован для оценки результативности инновационных стратегий защиты сетчатки от повреждений при ишемической оптической нейропатии, которые в настоящее время находятся в стадии активной разработки, – по словам научного сотрудника лаборатории физико-химических свойств биологических мембран биологического факультета МГУ Светлана Сидоренко. – Наш коллектив разработал один из подходов, который заключается в восстановлении концентрации природных антиоксидантов глаза – каротиноидов (лютеина, зеаксантина) – путем их доставки к сетчатке с использованием уникального транспортного белка AstaP. Этот белок обеспечивает растворимость каротиноидов и, соответственно, высокую степень их усвоения организмом. Применение данного комплекса позволяет избежать увеличения времени жизни флуоресценции липофусциновых гранул в клетках пигментного эпителия, что делает их значительно менее вредными. Мы рассчитываем, что использование всех перечисленных методов позволит существенно повысить точность диагностики возрастной макулярной дегенерации и замедлить развитие этого тяжелого недуга».
Информация предоставлена пресс-службой МГУ