В ходе изучения зимней спячки сусликов ученые из США и Китая обнаружили белок, который, возможно, позволит устранить катаракту без хирургического вмешательства, сопряженного с определенными рисками и недоступного для всех.
На сегодняшний день хирургическое вмешательство для удаления катаракты является наиболее действенным методом борьбы с этим распространенным недугом, который характеризуется потерей прозрачности хрусталика глаза. По подсчетам, каждый год во всем мире проводят свыше 29 миллионов подобных операций.
Как правило, вмешательства протекают без проблем, однако в исключительных ситуациях могут возникать осложнения. Эти осложнения могут проявляться в виде ухудшения зрения и повышенной чувствительности к свету, а также вплоть до отслоения сетчатки, что может привести к потере зрения. Помимо этого, в ряде регионов у пациентов отсутствует возможность своевременного удаления катаракты. В связи с этим, прогрессирующее заболевание становится причиной слепоты.
Ученые на протяжении долгого времени разрабатывают альтернативные методы лечения катаракты, не требующие хирургического вмешательства. Возможно, прорыв в этой области достигли исследователи из Национального института глаз, расположенного в США ( National Eye Institute, NEI) и их коллеги из Чжэцзянского университета (Китай). Информация о совместном открытии недавно вышла в Journal of Clinical Investigation.
Наблюдая за тринадцатиполосными сусликами, обитающими в Северной Америке ( Ictidomys tridecemlineatus), ученые, изучающие механизмы адаптации этих животных во время длительной зимней спячки, обратили внимание на любопытную деталь.
Во время гибернации, когда метаболизм сусликов значительно снижался, а температура их тела находилась в состоянии торпора опускалась примерно до 4 °C, глазные хрусталики животных мутнели. Однако по возвращении сусликов в бодрствующее состояние с температурой тела около 37 °C помутнение быстро проходило, и хрусталики вновь становились прозрачными.
У грызунов, которые не впадают в спячку, например, у мышей и крыс, аналогичное охлаждение также приводило к помутнению кристаллов, однако их прозрачность не возвращалась быстро после повторного нагревания.
Исследователи предположили, предполагается, что обратимое помутнение хрусталика, напоминающее катаракту, у сусликов может быть адаптацией к воздействию холода. Исследователи намерены более тщательно изучить клеточные механизмы, лежащие в основе этого процесса, с целью разработки новых методов лечения катаракты.
Стволовые клетки сусликов послужили основой для создания лабораторной модели хрусталика, которую можно назвать «хрусталиком в пробирке». Благодаря этой модели ученым удалось отследить баланс белков в клетках и определить роль белка RNF114, который способен устранять катаракту. Анализ показал, что при нагревании после заморозки, концентрация этого белка в тканях сусликов была существенно выше, чем в тканях крыс. Также было установлено, что RNF114 способствует идентификации стареющих белков и их последующему удалению.
Для оценки возможной терапевтической эффективности RNF114, исследователи провели тестирование на лабораторной модели, использующей крыс хрусталика с катарактой, вызванной охлаждением. Оказалось, если белок применяли перед охлаждением, то после согревания крысиные ткани приобретали способность быстро очищаться от катаракты, как у сусликов. Этот же эффект удалось воспроизвести в опытах с лабораторными рыбками, у которых катаракту вызвали с помощью окислительного стресса.
Авторы планируют продолжить исследование с целью более детального изучения обнаруженных механизмов и совершенствования многообещающей методики.