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.

Оригінальне дослідження було опубліковане 24 лютого 2023 року у Communications Biology.