Дослідники Школи медицини Університету Індіани визначили нову мішень для теарпії, вплив на яку може призвести до більш ефективного лікування глаукоми.
Глаукома – це нейродегенеративне захворювання, яке спричиняє втрату зору та сліпоту через пошкодження зорового нерва. Щорічно понад 200 000 людей у Сполучених Штатах страждають від глаукоми. На жаль, остаточного лікування наразі не існує. У нещодавно опублікованій статті в Communications Biology вчені виявили, що нейрони використовують мітохондрії як постійне джерело енергії, і відновлення мітохондріального гомеостазу в хворих нейронах може захистити клітини зорового нерва від пошкодження.
«Вікова нейродегенеративна хвороба, яка включає глаукому, хворобу Паркінсона та бічний аміотрофічний склероз (БАС), є найбільшою глобальною проблемою охорони здоров’я», — сказав Арупратан Дас, доктор філософії, доцент кафедри офтальмології та головний дослідник дослідження.
«Фундаментальні механізми, які ми виявили, можна використовувати для захисту нейронів при глаукомі та будуть перевірені у застосуванні для інших захворювань. Ми визначили критичний етап складного процесу мітохондріального гомеостазу, який омолоджує вмираючий нейрон, подібно до надання рятівного круга людині, що тоне”, – розповідає він.
Дослідницька група під керівництвом Мішель Сурма та Кавіти Анбарасу з Департаменту офтальмології використовувала індуковані плюрипотентні стовбурові клітини (iPSC) від пацієнтів з глаукомою та без неї, а також сконструйовані ембріональні стовбурові клітини людини з глаукомною мутацією кластерними регулярними інтервалами коротких паліндромних повторів (CRISPR).
Використовуючи диференційовані стовбурові клітини гангліозних клітин сітківки (hRGC) зорового нерва, електронну мікроскопію та метаболічний аналіз, дослідники виявили глаукоматозні гангліозні клітини сітківки, які страждали від мітохондріального дефіциту з більшим метаболічним навантаженням на кожну мітохондрію. Це призводило до пошкодження та дегенерації мітохондрій. Мітохондрії – це трубчасті структури в клітинах, які виробляють аденозинтрифосфат – джерело клітинної енергії.
Однак цей процес можна повернути назад шляхом посилення мітохондріального біогенезу за допомогою фармакологічного засобу. Команда показала, що гангліозні клітини сітківки дуже ефективно руйнують погані мітохондрії, але в той же час виробляють більше для підтримки гомеостазу.
«Виявлення того, що гангліозні клітини сітківки з глаукомою виробляють більше аденозинтрифосфату навіть з меншою кількістю мітохондрій, було вражаючим, – сказав Дас, -Однак, якщо вироблялося більше мітохондрій, навантаження виробництва аденозинтрифосфату розподілялося між більшою їх кількістю, що відновлювало фізіологію органел. Це схоже на ситуацію, коли важкий камінь несе менше людей та більша кількість людей, відповідно, — кожна окрема людина у другому випадку матиме менше болю та травм, так само як кожна мітохондрія матиме менше труднощів та пошкоджень».
У майбутньому Дас хотів би перевірити, чи ці механізми захищають зоровий нерв на тваринних моделях, які зазнали травми, перед тестуванням на людях, щоб покладати надії на нові клінічні дослідження.
Хвороба сухого ока є поширеним станом, який може спричиняти значний дискомфорт. Вона може виникати, коли око не виробляє достатньої кількості сльози або якщо вона недостатньої якості, щоб забезпечити належне змащення ока.
Доктор Дейв Патель, офтальмолог із клініки Майо, пояснює деякі причини сухості очей, методи лікування та деякі симптоми, які не слід ігнорувати.
«Старіння, навколишнє середовище, гормони, потоки повітря, перебування на свіжому повітрі — є багато факторів, які мають вплив на змащення поверхні ока», — каже доктор Патель.
Незважаючи на те, що хвороба сухого ока є загально поширеною, доктор Патель каже, що її не завжди слід ігнорувати. “Це впливає і може впливати на зір, – каже доктор Патель, – Сухість очей може спотворювати те, як ви бачите, та призводить до того, що ви не бачите так добре, як мали б”.
Зволожуючі очні краплі, що продаються без рецепта, можуть допомогти. Однак, якщо ви використовуєте їх більше чотирьох разів на день протягом тривалого часу, д-р Патель рекомендує одноразові флакони без консервантів. Чистота є ключовою. «Я просто закликаю пацієнтів пам’ятати про те, щоб їхні ліки не містили забруднюючих агентів, і якщо у вас є сумніви, викидайте невикористану частину очних крапель, щоб мінімізувати будь-які ризики».
Є декілька правил, які допоможуть вам правильно використовувати очні краплі.
Визначити частоту використання
Рекомендовано використовувати зволожуючі очні краплі чотири рази на день або менше, якщо до їх складу входить консервант. Штучні сльози із консервантом, яких є більшість, та які продаються у багаторазовому флаконі, підходять для тих, хто використовує очні краплі рідко.
Однак тим, хто використовує краплі більше чотирьох разів на день, слід спробувати варіант без консервантів, оскільки консерванти можуть самі стати подразником. Важливо читати дрібний шрифт на етикетках, оскільки краплі без консервантів важко ідентифікувати — вони майже завжди упаковані в окремі пакування, але також можуть поставлятися в флаконах.
Уникайте крапель, які «прибирають червоні очі»
Очні краплі, які нібито усувають почервоніння, насправді можуть погіршити проблему сухих очей та завдати шкоди в довгостроковій перспективі. Хімічні речовини, які використовуються в цих препаратах, звужують кровоносні судини, змушуючи організм виробляти фактори, які навпаки розширюють судини.
Кращим варіантом для зменшення почервоніння очей є їх адекватне зволоження. І це, знов-таки можна зробити, використовуючи штучні сльози.
Правильно закрапувати очні краплі
Найкращий спосіб закапати очні краплі – це нахилити голову назад і відтягнути нижню повіку вниз, щоб забезпечити великий простір для попадання краплі. Ті, хто не любить або має труднощі із маніпуляціями навколо очей, можуть лягти або відкинутися, закрити очі, видавити краплю у внутрішній куточок ока та відкрити його, щоб крапля потрапила всередину.
Важливо не торкатися кінчиком флакона рук, вій, повік або поверхні ока — це може спричинити його забруднення та сприяти розмноженню бактерій у пляшці.
Знати, коли змінити препарат
На додаток до відслідковування того, як часто використовуються очні краплі, слід спостерігати, чи немає від них подразнень: дуже сухі очі, можуть різати протягом кількох секунд після застосування крапель, але неприємний ефект має бути м’яким і швидко вирішуватися.
Якщо будь-який дискомфорт триває довго, подумайте про перехід до іншого препарату. Також слід поговорити з лікарем, який може запропонувати ідеальний саме для вас тип очних крапель. Особливо це стосується тих, хто має історію захворювання очей.
Якщо очні краплі, що продаються без рецепта, не допомагають, тоді існують спеціальні методи лікування. «Існують протизапальні препарати, нейростимулятори, які можуть викликати або збільшувати сльозопродукцію, а іноді використовують стероїди, щоб зменшити запальні стани», — каже доктор Патель.
Якщо ви помітили інші симптоми, зокрема проблеми із зором, почервоніння або біль, доктор Патель каже, що настав час звернутися до лікаря.
Згідно з дослідженням, опублікованим 16 лютого в JAMA Ophthalmology, ускладнення, пов’язані з глаукомою, є поширеними серед дітей протягом п’яти років після операції із видалення кришталика.
Ерік Д. Ботун, доктор медичних наук, із клініки Мейо в Рочестері, штат Міннесота, та його колеги дослідили кумулятивну частоту ускладнень, пов’язаних з глаукомою, та фактори, що пов’язані з ризиком цих подій у перші п’ять років після ленсектомії серед дітей віком до 12 років включно. Для дослідження були взяті дані 810 дітей (1049 очей); 443 ока 321 дитини залишались афакічними після ленсектомії та у 606 очей 489 дітей було імлантовано штучний кришталик.
Дослідники виявили, що п’ятирічна сукупна частота побічних ефектів, пов’язаних з глаукомою, становила 29 відсотків в афакічних очах та 7 відсотків в артифакічних; у 7 і 3 відсотки очей з афакією і артифакією, відповідно, було встановлено підозру на глаукому. Серед афакічних очей ризик побічних ефектів, пов’язаних з глаукомою, був підвищений у зв’язку з чотирма з восьми факторів: вік менший 3 місяців, патологія переднього сегмента ока, інтраопераційні ускладнення під час ленсектомії та білатеральність (скориговане співвідношення ризиків, 2,88, 2,88, 2,25 і 1,88 відповідно). Ні латеральна, ні передня вітректомія не були пов’язані з ризиком глаукомних ускладнень для артифакічних очей.
«Це буде великим здобутком для клінічної практики, якщо майбутні дослідження допоможуть розробити додаткові рекомендації щодо частоти подальших оглядів, післяопераційного лікування та допоміжних діагностичних тестів для дітей з афакічними очима на першому році життя», — пише автор супровідної редакційної статті.
Міжнародна група дослідників на чолі з литовськими вченими надає додаткові докази того, що внутрішньочерепний тиск відіграє важливу роль у розвитку нормотензивної глаукоми, на яку припадає до 50 відсотків усіх випадків глаукоми. Недавнє клінічне дослідження демонструє, що низький внутрішньочерепний тиск корелює з погіршенням зору пацієнта, особливо в назальній зоні.
Глаукома, одна з основних причин сліпоти у людей старше 60 років, спричиненяється пошкодженням зорового нерва. Підвищення тиску всередині ока (так званий внутрішньоочний тиск або ВОТ) часто виявляється у пацієнтів з глаукомою. Однак не у всіх людей з очною гіпертензією розвивається глаукома. Крім того, глаукома може розвинутися при нормальному ВОТ. Згідно з різними дослідженнями, поширеність так званої нормотензивної глаукоми (NTG) серед пацієнтів у світовій популяції коливається від 30 до 90 відсотків.
«Сучасна медицина має методи лікування підвищеного очного тиску та уповільнення або навіть припинення пошкодження зорового нерва. Однак ці методи не працюють у випадку нормотензивної глаукоми. Серед наукового співтовариства зростає усвідомлення того, що глаукома це стан, спричинений двома тисками — всередині ока та в черепі», — каже професор Армінас Рагаускас з Каунаського технологічного університету (KTU), Литва.
Рагаускас, керівник Наукового інституту телематики охорони здоров’я КТУ, є винахідником неінвазивної технології вимірювання внутрішньочерепного тиску, яка використовується в дослідженні, описаному нижче.
Далі він пояснює, що анатомічно зоровий нерв пов’язаний із мозком і оточений спинномозковою рідиною. Внутрішньочерепний тиск (ICT), тобто тиск всередині нашого черепа, виміряний у спинномозковій рідині, і внутрішньоочний тиск (ВОТ) можуть впливати на стан зорового нерва. Нещодавно дослідники зосередилися на балансі між двома тисками, тобто на трансламінарній різниці тиску (TPD) і її зв’язку з розвитком глаукоми.
Клінічне дослідження виявило можливий зв’язок між мозковим тиском і глаукомою
80 пацієнтів з нормотензивною глаукомою (NTG) на початковій стадії були залучені до нещодавнього дослідження, проведеного дослідниками з литовського, ізраїльського та американського університетів. Учасники були відібрані з 300 пацієнтів з НТГ, направлених до очної клініки Литовського університету наук про здоров’я в період з січня по жовтень 2018 року.
Під час дослідження реєструвались кілька показників, включаючи внутрішньоочний (ВОТ), внутрішньочерепний тиск (ВЧТ) і дослідження поля зору. Трансламінарну різницю тиску (TPD) розраховували за формулою TPD = IOP—ICD. Поле зору поділяли на п’ять зон: носову, скроневу, периферичну, центральну та парацентральну.
Дослідження виявило декілька статистично значущих кореляцій між внутрішньочерепним тиском, трансламінарною різницею тиску та змінами поля зору. Чим вища TPD, тим більш суттєві пошкодження поля зору пацієнта. Найбільш значні втрати поля зору спостерігалися в назальній зоні.
«Втрата поля зору означає лише одне — людина стає сліпою. Ось чому так важливо зрозуміти причини цього стану та усунути його. Ми всі знаємо про жахливий результат», — каже професор Рагаускас.
Дослідники дійшли висновку, що вищу трансламінарну різницю тиску можна оцінити як фактор ризику розвитку нормотензивної глаукоми. Оскільки трансламінарна різниця тиску обчислюється шляхом віднімання ВЧТ від ВОТ, то чим нижчий показник внутрішньочерепного тиску, тим вища трансламінарна різниця. Таким чином, при нормотензивній глаукомі знижений внутрішньочерепний тиск є можливим фактором ризику.
У дослідженні використовувалася технологія, винайдена в Литві
«Ідея про те, що внутрішньочерепний тиск пов’язаний із полем зору, не нова. Кілька років тому ми провели серію експериментів, вивчаючи зв’язок між полем зору та внутрішньочерепним тиском, використовуючи неінвазивну технологію, розроблену тут, у КТУ. На наступних конференціях я побачив, як нашу нову ідею з хвилюванням сприйняла міжнародна спільнота офтальмологів», — каже професор Рагаускас.
Кореляція внутрішньочерепного тиску з глаукомою відкриває перед медичними працівниками нові можливості для дослідження причини та можливого лікування цієї патології. Крім того, в останні роки докази, що підтверджують цю гіпотезу, надійшли від наукових груп, які працюють у всьому світі. Професор Рагаускас каже, що його дослідження прямо чи опосередковано сприяло зростанню обсягу даних на цю тему.
У вищеописаному дослідженні вимірювання внутрішньочерепного тиску було отримано за допомогою двоглибинного транскраніального доплера (Vittamed UAB, Литва), розробленого командою професора Рагаускаса в лабораторіях Каунаського технологічного університету. На відміну від звичайної процедури вимірювання внутрішньочерепного тиску, яка передбачає просвердлювання невеликого отвору в черепі пацієнта, винахід професора Рагаускаса дозволяє вимірювати мозковий тиск неінвазивно через око за допомогою ультразвуку. Різні варіанти винаходу були запатентовані в США і Європі.
«Ми не конкуруємо з інвазивними методами, а рухаємося в абсолютно новому напрямку. Зараз я бачу, що офтальмологія — це та галузь, де наші технології найбільше потрібні, і ми використовуємо їх у дослідницьких цілях. Але ми постійно розвиваємо наш винахід і нещодавно запатентували декілька нових технологій, які можуть бути використані в інших контекстах, де вимірювання внутрішньочерепного тиску має вирішальне значення. Наприклад, у довготермінових космічних місіях», — каже професор КТУ Рагаускас.
Оригінальа стаття була опублікована на порталі Medial Xpress 13 лютого 2023 року.
За словами доповідача, транслюмінальна трабекулотомія з допомогою гоніоскопії показала позитивні результати для лікування міоцилінової глаукоми.
Ерін А. Бозе, доктор медичних наук, сказала, що міоцилінова глаукома є аутосомно-домінантним захворюванням, «що викликає дуже високий ВОТ у молодих людей».
«Звичайно, ми обмежені кількістю людей, яких ми залучили у дослідження на даний момент, і маємо обмежений період спостереження, але я думаю, як знає кожен із вас, хто мав справу з міоциліновою глаукомою, її історично дуже складно лікувати», – Бозе сказала на Hawaiian Eye 2023.
Бозе виконувала транслюмінальну трабекулотомію (GATT) з допомогою гоніоскопії на восьми очах чотирьох дітей віком від 9 до 17 років, які страждали на міоцилінову глаукому. Кожен пацієнт мав батьків, уражених міоциліновою глаукомою.
Відео техніки виконання транслюмінальної трабекулотомії з допомогою гоніоскопії
До проведення GATT середнє ВОТ серед восьми очей становило 38,5 мм рт. ст., що знизилося на 78% до середнього значення 11,5 мм рт. ст. після оперативного втручання, згідно даних Бозе. Крім того, сім очей знаходились під спостереженням без медикаментозного лікування, і всі вісім очей мали зір 20/20 або краще з повними полями зору.
Незважаючи на обмеження, які включають невеликий розмір вибірки та обмежений час спостереження, Бозе сказала, що результати показують перспективу для майбутнього генетичного лікування глаукоми.
«Поки що GATT була надзвичайно успішною у цих дітей з міоциліновою глаукомою, — сказала Бозе, – Наскільки нам відомо, це перше генетично націлене хірургічне лікування глаукоми».
Оригінальна стаття була опублікована на порталі Healio 19 січня 2023 року.
Дослідження під керівництвом вчених Лондонського університету Сент-Джордж виявили 119 ділянок у геномі, які допомагають визначити розмір і форму кровоносних судин у задній частині ока, і що збільшення параметру «скрученості» артерій може спричинити високий кров’яний тиск і захворювання серця. Дослідження опубліковано в PLOS Genetics.
Зараз відносно легко зробити цифрове зображення задньої частини ока з високою роздільною здатністю, що дозволяє медичним працівникам і дослідникам візуалізувати сітківку та пов’язані з нею кровоносні судини та нерви. Очі можуть слугувати «вікном» всередину тіла, дозволяючи дослідникам безпосередньо вивчати характеристики кровоносних судин і отримувати загальну інформацію про стан тіла.
Раніше вчені показали, що форма і розмір кровоносних судин на сітківці ока пов’язані зі станом здоров’я, включаючи високий кров’яний тиск, хвороби серця, діабет і ожиріння. Однак досі було мало відомо про те, як генетика відіграє роль у визначенні архітектурних характеристик цих кровоносних судин.
Дослідники вивчили зображення сітківки ока майже 53 000 людей, які брали участь у великому дослідженні під назвою UK Biobank.
Вони застосували технологію штучного інтелекту (AI) до зображень, щоб швидко й автоматично розрізняти різні типи кровоносних судин (артерії та вени), а також вимірювати ширину кровоносних судин і ступінь їх скрученості та повороту.
Потім команда використала методику, яка називається дослідженням загальногеномних асоціацій (GWAS), щоб визначити, чи є подібності в ДНК людей із подібними характеристиками кровоносних судин. Вони здійснили це на генетичних даних 52 798 членів Біобанку Великобританії.
Потім команда повторила аналізи 5000 людей, які брали участь у дослідженні очей EPIC-Norfolk. Разом із Біобанком Великобританії вони ідентифікували 119 ділянок геному, які пов’язані з характеристиками форми та розміру кровоносних судин сітківки — більше, ніж у будь-якому попередньому дослідженні. Зі 119 знайдених ділянок 89 областей були пов’язані з артеріальним скручуванням.
Рівень скручування і повороту артерій сітківки був ознакою, яка була найбільш сильно генетично детермінованою. Високий рівень скручування артерій також, здається, спричиняє високий діастолічний артеріальний тиск і захворювання серця. Діастолічний артеріальний тиск є мірою тиску в артеріях, коли серце знаходиться між ударами.
Професор Крістофер Оуен, керівник відділу епідеміології хронічних захворювань Лондонського університету Сент-Джордж, сказав: «Вважалося, що високий кров’яний тиск може спричинити перекручення артерій, але наша робота показує, що насправді все навпаки. Ця генетична інформація є життєво важливою частиною головоломки в нашому розумінні та може прокласти шлях для нових методів лікування в майбутньому.
«Візуалізація сітківки вже є базовою процедурою у практиці офтальмологів. Наш аналіз цих зображень за допомогою штучного інтелекту, який є частиною рутинних перевірок зору, можна легко зробити частиною перевірки стану здоров’я, щоб виявити людей із підвищеним ризиком розвитку високого кров’яного тиску чи серцевих захворювань та, які потребуватимуть раннього втручання».
Час від часу ми чуємо або читаємо, що надмірне використання екранів спричиняє збільшення випадків короткозорості. Крім того, кажуть, що цей зв’язок є прямим, тобто екрани відповідальні за те, що все більше і більше людей у всьому світі стають короткозорими. Не дивно, що є також дослідження, які приходять до висновку, що діти, які проводять більше часу перед книгами або екраном, частіше стають короткозорими, ніж ті, хто цього не робить.
І не тільки це. Ми завжди вважали, що короткозорість і використання окулярів безпосередньо пов’язані з виконанням завдань, які вимагають особливого зорового зусилля. Або ж вона притаманна дуже старанним людям, або завзятим читачам книг.
Оскільки люди не так давно замінили багато завдань, пов’язаних із читанням паперу, електронними екранами, ми переклали відповідальність з одного винуватця на іншого.
Однак ця давно передбачувана пряма залежність не була науково доведена. Хоча це вважається істинним через гіпотезу кореляції/причинно-наслідкового зв’язку, важливо бути обережним з цими паралелями, оскільки кореляція не завжди означає причинний зв’язок.
Тайлер Віген, гарвардський юрист, чудово пояснює це. На своєму веб-сайті Spurious Correlations він роками проводив статистичний експеримент із довільними даними, отриманими з різних джерел — даними, які, накладаючись на графіки, породжують деякі з найбільш надуманих кореляцій. Наприклад, з даних можна зробити висновок, що між 2000 і 2009 роками існувала кореляція між збільшенням споживання сиру на душу населення та смертями, викликаними заплутанням у простирадлах. Звучить абсурдно, правда?
Безсумнівним є те, що збільшення випадків короткозорості є реальним і не може бути повністю пояснено генетичними факторами. Тому необхідно дивитися на фактори зовнішнього середовища.
Спільники, але не головний винуватець
Чи є екрани, а точніше їх надмірне використання, причиною короткозорості? Останні дослідження показують, що вони не несуть прямої відповідальності.
Короткозорість, тобто труднощі з фокусуванням на віддалених об’єктах, виникає, коли очне яблуко занадто довге відносно здатності фокусування рогівки та кришталика ока. Це призводить до того, що світлові промені спрямовуються в точку перед сітківкою.
Людина також є короткозорою, коли рогівка, кришталик або обидві лінзи занадто вигнуті відпвідно до довжини нашого очного яблука. У деяких випадках всі ці фактори виникають одночасно.
Ці аномалії виправляються за допомогою лінз, які передають світловий сигнал в задню частину нашого ока.
Процес, завдяки якому око стає короткозорим, не зовсім відомий, але ми знаємо, що для правильного розвитку нашого зору нам потрібно розвивати та практикувати зір як на близькій відстані, так і вдалину.
У цьому сенсі здається логічним припустити, що постійне перебування перед екранами з раннього віку в той час, коли око ще дозріває, може сприяти розвитку бачення близьких об’єктів за рахунок зору вдалину. Однак зараз є недостатньо даних, щоб зробити висновок, що саме це викликає короткозорість.
Втома очей
Ніхто не заперечує, що надмірне використання екранів викликає «втому очей», також відому як «комп’ютерний синдром», яка викликає почервоніння, печіння та свербіж очей, сухість очей (або навпаки, постійну сльозотечу), головний біль тощо. Це відбувається тому, що при погляді на екран ми менше моргаємо (несвідомо), довго дивимося на певну точку або під невідповідним кутом, а також піддаємо себе надмірній яскравості цих пристроїв.
Що ми можемо зробити, щоб боротися з цим? Найкраща рекомендація для зменшення ознак втоми очей — часто моргати та робити перерви за правилом 20/20/20. Іншими словами, кожні 20 хвилин робіть 20-секундну перерву і подивіться об’єкт (і спробуйте зосередитися на ньому) на відстані 20 футів (6 метрів).
Якщо дивитися у вікно і при світлі, то ще краще. Чому зі світлом? Тому що є підозра, що однією з можливих причин розвитку короткозорості є нестача світла.
Відсутність світла
Дійсно, було доведено, що діти, які багато читають, чи то на папері, чи на цифровому екрані, як правило, мнеше перебувають на сонячному світлі протягом дня. Крім того, нещодавно було доведено, що існує взаємозв’язок між короткозорістю та нестачею сонячного світла.
Схоже, що сонячне випромінювання (особливо високоенергетичне випромінювання, таке як синє та фіолетове світло) стимулює вивільнення дофаміну амакриновими клітинами сітківки (ще один тип клітин, крім фоторецепторів). Це гальмує ріст ока, що дозволяє уникнути типового його подовження, яке призводить до короткозорості.
Є також експериментальні дані, які показують, що у різних видів тварин, включаючи мавп, вплив високоенергетичного фіолетового світла може захистити від розвитку короткозорості.
Якщо казати коротко, усі ознаки вказують на те, що ані книги, ані електронні пристрої безпосередньо не винні в зростанні поширеності короткозорості в усьому світі. Вони лише стали співучасниками цього явища, тримаючи дітей подалі від сонячного світла.
Оригінальна стаття була опублікована на порталі Medical Xpress 2 лютого 2023 року.
Тільки за останні 50 років кількість короткозорих американців зросла приблизно з 25% до 42%, і дослідники прогнозують, що ця тенденція збережеться в майбутньому. Дослідники Університету Алабами в Бірмінгемі опублікували дослідження в Experimental Eye Research, яке, на їхню думку, може стати основою для майбутніх методів лікування для контролю або запобігання розвитку короткозорості.
Відома як міопія, короткозорість здебільшого виникає, коли довжина очного яблука перевищує оптичну силу рогівки і кришталика, створюючи зображення не сфокусоване на сітківці. Важливим є те, що в короткозорому оці сітківка розтягнута і це є основним фактором ризику розвитку захворювань, що загрожують зору. Окуляри, контактні лінзи та рефракційна хірургія можуть дозволити короткозорим людям чітко бачити вдаль; але вони не зменшують ризик захворювання очей.
Хоча певні генетичні фактори відіграють роль у розвитку короткозорості, PhD та професор Тімоті Гоун і PhD, почесний професор Томас Нортон, обидва зі Школі оптометрії UAB, кажуть, що сучасне зорове середовище є головною причиною епідемії короткозорості та припускають, що ризик короткозорості можна зменшити, змінивши певні візуальні сигнали в дитинстві.
«Наше дослідження додатково довело, що короткозорість не є перш за все генетично спричиненою і нею можна маніпулювати, — сказав Нортон, – Ми вважаємо, що, змінивши хроматичну структуру зображення на дисплеї комп’ютера, ми можемо “майже поговорити з оком” і сказати йому, щоб воно припинило збільшувати свою довжину. Ми припускаємо, що ризик короткозорості можна зменшити, змінюючи візуальні сигнали в дитинстві”.
Візуальні сигнали відіграють велику роль у розвитку очей. Під час постнатального розвитку механізм зворотного зв’язку емметропізації, який є регулюючим механізмом, що допомагає очам фокусуватись, використовує візуальні сигнали для регулювання росту очей. Якщо візуальні стимули вказують на те, що око занадто коротке, механізм генерує сигнали «іди», які прискорюють подовження ока. Якщо ж вони вказують на те, що око стало занадто довгим, механізм генерує сигнали «стоп», щоб уповільнити ріст і подовження ока.
Схематичне зображення роботи хроматичного дефокусу при різних типах рефракції
Для цього дослідження Гоун і Нортон дослідили, як довжини хвиль світла можуть впливати на ріст очей. Хоча все електромагнітне випромінювання є світлом, людське око може бачити лише невелику частину цього випромінювання. Колбочки в очах діють як приймачі та налаштовані на довжину хвилі світла. Світло поділяється на різні кольори, кожен з яких має різну довжину хвилі та може впливати на ріст ока протягом років розвитку.
«Око схоже на телескоп і має постійно адаптуватися до навколишнього середовища, — сказав Гоун, – Довжина ока має бути точно налаштована відповідно до оптичної сили ока, і це робиться в першу чергу за допомогою використання хроматичних сигналів для розфокусування. Очі, як правило, в дитинстві є занадто короткими для своєї оптичної системи, але головне — не дозволяти їм стати значно довшими, ніж вони повинні бути».
Гоун і Нортон вивчали доклінічну модель тварин, щоб дізнатися, як коригування візуальних сигналів може уповільнити прогресування короткозорості. За словами вчених, до цього дослідження більшість досліджень короткозорості використовували широкосмугове світло. Для своєї роботи вони вивчили вплив вузьких смуг світла на розвиток очей і виявили, що сигнали розфокусування критично важливі для росту очей.
«На відміну від лінз у камерах і мобільних телефонах, око не фокусує світло всіх кольорів в одній точці, — сказав Нортон, – Коротші довжини хвиль, такі як сині, фокусуються перед більш довгими хвилями, наприклад, червоними. Таким чином, порівнюючи відносну різкість коротких і довгих хвиль, око може визначити, чи є воно занадто довгим або занадто коротким і, в ідеалі, підлаштувати його зростання, щоб досягти хорошого фокусування та підтримувати його».
У своєму останньому дослідженні вони використали відеодисплей, який симулював хроматичні сигнали, які генерує короткозоре око, і показали, що вони переважали над впливом середовища, яке викликає міопію. Робота проводилась за участі тупай – невеликих ссавців, що є спорідненими до приматів. Група із семи тварин провела 11 днів у маленькій клітці з обмеженою дистанцією огляду; одна стіна була представлена відеодисплеєм, покритим мальтійськими хрестами, які включали низькі та високі просторові частоти в діапазоні, видимому для тупай. У цій групі розвинулася короткозорість (–1,2 ± 0,4 [stderr] D), що було значним порівняно з групою із семи тварин (+1,0 ± 0,2 D), вирощених у сітчастих клітках, які дозволяли дивитися на більшу відстань. Потім вивчалось, чи хроматично імітований міопічний дефокус, створений шляхом розмивання лише синього каналу відеодисплею, протидіятиме цій спричиненій навколишнім середовищем короткозорості у групи з восьми тварин. Натомість ця група стала значно гіперметропічною (+4,0 ± 0,4 D) через сповільнене зростання осьової довжини. Дослідники кажуть, що ці результати демонструють високу ефективність хроматичних сигналів у регуляції рефракції та можуть стати основою для лікування для запобігання або уповільнення розвитку короткозорості у дітей.
Оригінальна стаття була опублікована на порталі Medical Xpress 20 січня 2023 року.
Травматичне ураження головного, спинного мозку та зорового нерва, що належать до центральної нервової системи (ЦНС), є основною причиною інвалідності та другою за значимістю причиною смерті у всьому світі. Травми ЦНС часто призводять до катастрофічної втрати сенсорних, моторних і зорових функцій, що є найскладнішою проблемою, з якою стикаються лікарі та дослідники.
Нейробіологи з Міського університету Гонконгу (CityU) нещодавно ідентифікували та продемонстрували невелику молекулу, яка може ефективно стимулювати регенерацію нервів і відновлювати зорові функції після пошкодження зорового нерва, що дає велику надію пацієнтам із втратою зору, пов’язаною з глаукомою.
«На даний момент не існує ефективного лікування травматичних ушкоджень ЦНС, тому є нагальна потреба в потенційному препараті, який би сприяв відновленню ЦНС і, в кінцевому підсумку, досягав повного відновлення функцій, таких як зір, у пацієнтів», — сказав доктор Едді Ма Чі-хім, заступник керівника і доцент кафедри неврології, а також директор підрозділу лабораторних досліджень на тваринах CityU, який керував дослідженням.
Посилення динаміки та рухливості мітохондрій є ключовим для успішної регенерації аксонів
Аксони, які є структурою, подібною до кабелю, що тягнеться від нейронів (нервових клітин), відповідають за передачу сигналів між нейронами та від мозку до м’язів і залоз. Першим кроком для успішної регенерації аксонів є формування конусів активного росту та активація програми відростання, що включає синтез і транспортування матеріалів для відростання аксонів. Усі ці процеси вимагають енергії, які потребують активного транспортування мітохондрій (електростанції клітини) до пошкоджених аксонів на дистальному кінці.
Тому пошкоджені нейрони стикаються з особливими проблемами, які вимагають транспортування мітохондрій на великі відстані від соми (тіла клітини) до дистальних регенеруючих аксонів, де мітохондрії аксонів у дорослих людей переважно малорухливі, а локальне споживання енергії є критичним для регенерації нервових закінчень.
M1 індукує тривалу регенерацію аксона, яка досягає зорового перехрестя через чотири тижні після ущемлення зорового нерва (нижче).
У мишей, які отримували носій, практично не спостерігалося відновлення аксонів (угорі). Авторство: Au, N. et al. https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2121273119
Дослідницька група під керівництвом доктора Ма ідентифікувала терапевтичну малу молекулу M1, яка може посилити злиття та рухливість мітохондрій, що призводить до стійкої регенерації аксона на великій відстані. Регенеровані аксони викликали нервову активність у цільових областях мозку та відновлювали зорові функції протягом чотирьох-шести тижнів після пошкодження зорового нерва у мишей, які отримували M1.
Мала молекула M1 сприяє динаміці мітохондрій і підтримує регенерацію аксонів на великій відстані
«Фоторецептори в очах [сітківці] передають візуальну інформацію до нейронів сітківки. Щоб полегшити відновлення зорової функції після травми, аксони нейронів повинні регенерувати вздовж усього зорового нерва і передавати нервові імпульси до зорових центрів у для обробки та формування зображень», – пояснив доктор Ма.
Щоб дослідити, чи може M1 сприяти регенерації аксона на великій відстані після травм ЦНС, дослідницька група оцінила ступінь регенерації аксона у мишей, які отримували M1, через чотири тижні після травми. Вражаючим є те, що більшість регенеруючих аксонів мишей, які отримували M1, досягали 4 мм дистально від місця ушкодження (тобто біля перехрестя зорового нерва), тоді як у контрольних мишей, які отримували носій, регенеруючих аксонів не було виявлено. У мишей, які отримували M1, виживання гангліонарних клітин сітківки (RGC, нейронів, які передають візуальні стимули від ока до мозку) значно збільшилося з 19% до 33% через чотири тижні після пошкодження зорового нерва.
«Це вказує на те, що лікування M1 підтримує регенерацію аксонів на великій відстані від перехрестя зорового нерва, тобто посередині між очима та цільовою областю мозку, до кількох підкіркових зорових центрів у мозку. Регенеровані аксони викликають нервову активність у цільових областях мозку та відновлюють зорові функції після лікування M1″, – додав доктор Ма.
Через шість тижнів після ущемлення зорового нерва було проведено поведінковий тест на зоровий стимул. Неушкоджені миші з нормальним зором відразу ж завмерли і втекли під укриття (ліворуч вгорі). Вражаюче те, що половина мишей, які отримували M1 (внизу ліворуч), відповіли на навислі подразники швидким заморожуванням і хованням, і до 67% мали таку ж відповідь (внизу праворуч) з придушенням Pten (Pten відомий як регенераціє-асоційований ген для регуляції швидкості росту клітин). Однак ці візуально викликані захисні реакції не були поміченими у мишей, які отримували носій препарату (угорі праворуч). Авторство: Праці Національної академії наук (2022). DOI: 10.1073/pnas.2121273119
Лікування М1 відновлює функції зору
Щоб глибше дослідити, чи може лікування M1 відновити зорову функцію, дослідницька група провела тест зіничного рефлексу мишей, які отримували M1, через шість тижнів після пошкодження зорового нерва. Вони виявили, що пошкоджені очі мишей, які отримували M1, відновили реакцію звуження зіниці при світловому стимулі синього спектра до рівня неушкодженого ока. Це свідчить про те, що лікування M1 може відновити реакцію звуження зіниці після травм зорового нерва.
Крім того, дослідницька група оцінила реакцію мишей на подразник, який насувається — візуально стимульовану вроджену захисну реакцію, спрямовану на уникнення хижаків. Мишей поміщали у відкриту камеру з укриттям у формі трикутної призми та чорним колом, що швидко розширювалось над головою, виконуючи роль загрозливого стимулу, і спостерігали за їхнім завмиранням і втечею. Половина оброблених M1 мишей відповіла на подразник, сховавшись в укритті, показавши, що M1 індукував надійну регенерацію аксона для реіннервації підкіркових зорових областей мозку для повного відновлення їхньої зорової функції.
Потенційне клінічне застосування M1 для відновлення нервової системи
Семирічне дослідження підкреслює потенціал легкодоступної невірусної терапії для відновлення ЦНС, яка базується на попередніх дослідженнях команди регенерації периферичних нервів за допомогою генної терапії.
«Цього разу ми використали малу молекулу M1 для відновлення ЦНС просто шляхом інтравітреальної ін’єкції в очі, що є загальноприйнятою медичною процедурою для пацієнтів, наприклад, для лікування дегенерації жовтої плями. Успішне відновлення зорових функцій, таких як зіничний світловий рефлекс і реакція на зорові подразники, що насуваються, спостерігалася у мишей, які отримували М1, через чотири-шість тижнів після пошкодження зорового нерва», – сказав доктор Ау Нган-пан, науковий співробітник відділу неврології.
Команда також розробляє тваринну модель для лікування пов’язаної з глаукомою втрати зору за допомогою M1 та, можливо, інших поширених захворювань очей і порушень зору, таких як діабетична ретинопатія, дегенерація макули та травматична нейропатія зорового нерва. Таким чином, необхідні подальші дослідження для оцінки потенційного клінічного застосування M1. «Цей прорив у дослідженні проголошує новий підхід, який міг би задовольнити медичні потреби щодо прискорення функціонального відновлення протягом обмеженого терапевтичного вікна після травм ЦНС», — сказав доктор Ма.
Катаракта та хвороба сухого ока зазвичай співіснують у людей похилого віку. Вік є відомим фактором ризику сухого ока, і літнім пацієнтам також часто потрібна операція з видалення катаракти. Сьогодні хірургія вікової катаракти з факоемульсифікацією та імплантацією інтраокулярної лінзи (ІОЛ) стала однією з найбільш поширених і ефективних офтальмологічних операцій. Однак використання місцевих анестетиків, тривале пересушення очей та можлива світлова токсичність під час хірургічної процедури можуть незалежно індукувати або посилювати симптоми хвороби сухого ока, що є основною скаргою в післяопераційний період і знижує задоволеність пацієнта операцією. Поширеність хвороби сухого ока після операції з видалення катаракти змінюється залежно від того, які діагностичні критерії використовуються, і становить від 9,8 до 43%, а тяжкість симптомів, як повідомляється, досягає піку через 7 днів після операції та може зберігатися протягом місяців. Зважаючи на те, що кількість пацієнтів, які перенесли операцію з видалення катаракти, постійно зростає, необхідно підкреслити необхідність кращого ведення післяопераційного періоду.
Штучні сльози, які доповнюють природну слізну плівку, є терапією першої лінії для всіх форм хвороби сухого ока. Проте для багатьох пацієнтів, які продовжують відчувати симптоми, незважаючи на лікування, залишається значна невирішена проблема. Були б бажані нові або допоміжні методи лікування для цієї групи людей. Акупунктура, важлива галузь китайської традиційної медицини, привернула велику увагу як альтернативна терапія очних захворювань. Численні клінічні дослідження показали, що голковколювання є корисним у лікуванні хвороби сухого ока як самостійний або як допоміжний метод. На відміну від штучних сліз, які спрямовані на змащування поверхні ока, акупунктура може відігравати вирішальну роль у регулюванні імунної запальної реакції відповідно до сучасної точки зору і, отже, забезпечувати більш тривалий терапевтичний ефект. Поки що дуже мало досліджень вивчали вплив акупунктури на ятрогенну хворобу сухого ока, і існуючі дослідження мають кілька методологічних обмежень, зокрема відсутність адекватної контрольної групи. На сьогодні питання залишається без відповіді, чи ефективне лікування голковколюванням однаково добре при хворобі сухого ока після операції з видалення катаракти та при типовій її формі.
Враховуючи потенційний ефект плацебо в несліпому дослідженні, група вчених із Китаю провела рандомізоване клінічне випробування, використовуючи контроль за допомогою непроникних голок, щоб оцінити ефективність акупунктури для лікування пост-катарактальної хвороби сухого ока протягом 8-тижневого періоду лікування та оцінити тривалість ефекту протягом 4-тижневого періоду спостереження.
Справжні точки акупунктури та точки фіктивної непроникаючої акупунктури, які використовувались у дослідженні
Дев’яносто пацієнтів, які пройшли операцію з видалення катаракти, отримували або сеанси справжньої акупунктури (у стандартних точках акупунктури), або фіктивну акупунктуру (непроникаюча акупунктура у точках, які не мають відношення до очей, відповідно до стандартної техніки акупунктури). Зміна часу розриву флюоресцеїнової слізної плівки становила 1,52 у групі, що проходила справжню акупунктуру та 0,77 у групі фіктивного лікування від вихідного рівня до 8-го тижня, та становила 1,49 і 0,81 відповідно від значень вихідного рівня до 12-го тижня. Відмінності в середній зміні показника індексу захворювання поверхні ока спостерігалися між групами на 8-му тижні, але не на 12-му тижні. Автори дійшли висновку, що, виходячи з отриманих результатів: «Акупунктура має потенціал стати одним з варіантів додаткового лікування при хворобі сухого ока після операції з видалення катаракти». Попередні дослідження показали, що 2-3 сеанси акупунктури на тиждень протягом місяця було достатньо для менеджменту хвороби сухого ока.
