Ученые из МГУ с коллегами обнаружили, что повреждение клеток сетчатки глаза, связанное со старением, можно предотвратить путем её насыщения природными антиоксидантами – каротиноидами, присутствующими в зрительной системе человека. В качестве переносчика этих молекул может быть использован каротиноидсвязывающий белок AstaP из зеленых водорослей. Показано, что 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. опубликованы в журнале FEBS Journal.
В рамках Междисциплинарной научно-образовательной школы МГУ «Молекулярные технологии живых систем и синтетическая биология» прошли исследования, поддержанные Российским научным фондом.
Окислительный стресс – один из самых опасных факторов для сетчатки, так как ей нужно больше кислорода, чем любой другой ткани организма. Кислород взаимодействует с молекулами, постоянно подвергающимися воздействию света, и создает множество токсичных соединений. Большинство этих молекул концентрируется внутри фоторецепторных дисков – замкнутых мембранных структур в зрительных нейронах, палочках и колбочках. Здоровый глаз обладает защитным механизмом: движение дисков внутри палочки и их переваривание обслуживающими клетками пигментного эпителия. С возрастом этот механизм нарушается, компоненты дисков накапливаются, облучение их запускает окислительный стресс, гибель пигментного эпителия и зрительных нейронов. Образующиеся при этом островки атрофии – так называемая географическая атрофия – проявляются как необратимая потеря центрального зрения. Такая ситуация часто встречается: по некоторым данным, ВМД поражает до 12% населения старше 40 лет.
Для защиты сетчатки нужно регулярно пополнять запас природных противоокислительных веществ, которые находятся в ней. , — рассказывает Евгений ЗернийЗаведующий лабораторией биомедицины НИИ Физико-химической биологии имени А. Н. Белозерского Московского государственного университета. Это станет наиболее действенным вариантом без токсичного воздействия. К подобным соединениям относятся витамины С и Е. Но большую перспективность представляют каротиноиды – компоненты желтого пятна сетчатки, способные не только нейтрализовать активные формы кислорода, но и поглощать разрушающее излучение. Затруднение в том, что эти вещества плохо растворимы в воде и потому имеют низкую биодоступность при обычных методах введения.
Биологи МГУ, НИИ ФХБ МГУ, ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» и Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН разработали способ доставки нерастворимых каротиноидов в клетки сетчатки с помощью белка AstaP из зеленых водорослей. Coelastrella astaxanthinaБыла оптимизирована структура Ki-4, что позволило белку сохранять способность удерживать каротиноид и одновременно избавило его от главного недостатка белковых лекарств – подверженности действию протеолитических ферментов тканей глаза. Проведенные испытания нового комплекса показали его активность в отношении широкого спектра активных форм кислорода и способность доставлять каротиноид непосредственно в клетки пигментного эпителия сетчатки, предотвращая их гибель при фотоиндуцируемом окислительном стрессе.
Такие комплексы обладают большим потенциалом как нейропротекторные лекарства, чего крайне не хватает в офтальмологии. — заявляет исследователь лаборатории физико-химии биологических мембран биологического факультета МГУ. Светлана Сидоренко. — Особенности строения глаза дают возможность вводить лекарственные средства прямо в стекловидное тело, которое постепенно передает их сетчатке, за счёт чего терапевтический эффект сохраняется дольше. В настоящее время ведётся испытание комплекса зеаксантин-AstaP на животной модели ВМД, первые результаты свидетельствуют о высокой эффективности доставки каротиноида.
Информация предоставлена пресс-службой МГУ
Источник фото: ru.123rf.com