Блокирование рецепторов ретиноевой кислоты замедляет потерю зрения

Нейробиологи предложили новый метод лечения слепоты, возникающей с возрастом или при наследственных заболеваниях (например, пигментном ретините). Метод основан на применении ингибиторов рецепторов ретиноевой кислоты, альтернативой может быть замена рецепторов на неработающие аналоги с помощью генной терапии.

Изображение:
memorisz | Shutterstock.com

При возрастной дегенерации желтого пятна или таких наследственных заболеваниях, как пигментный ретинит, в сетчатке глаз со временем начинают отмирать светочувствительные рецепторы. Это приводит к постоянной активации ганглиозных клеток, аксоны которых формируют зрительный нерв. Мозг не может интерпретировать увиденное из-за постоянного возбуждения клеток — развивается потеря зрения. Группа исследователей Калифорнийского университета в Беркли предложила новый подход к лечению слепоты, основанный на ингибировании рецепторов ретиноевой кислоты. Предложены два альтернативных метода: геннотерапевтический и фармацевтический.

Ретиноевую кислоту (RA) и ее рецепторы выбрали в качестве мишеней, поскольку ученым удалось установить связь между активацией ганглиозных клеток и присутствием RA. В нейронах есть специальные ядерные рецепторы RAR (рецепторы ретиноевой кислоты), которые при связывании RA взаимодействуют с ДНК и регулируют транскрипцию генов-мишеней. Как предполагают авторы работы, при отмирании светочувствительных рецепторов высвобождается ретинальдегид, который превращается в ретиноевую кислоту. Ее высокое содержание в сетчатке стимулирует ганглиозные клетки экспрессировать больше рецепторов, они становятся гиперактивными и создают шум, мешающий мозгу воспринимать сигнал. Через некоторое время это приводит к необратимым морфологическим изменениям.

«Когда мы подавляем рецептор ретиноевой кислоты, мы обращаем вспять процесс и отключаем гиперактивность, — объясняет ведущий автор работы Ричард Крамер. — Люди, которые теряют слух, часто страдают от шума или звона в ушах, что только усугубляет ситуацию. Наши результаты показывают, что ретиноевая кислота делает что-то похожее при дегенерации сетчатки — вызывает своего рода “звон в глазах”. Ингибируя рецептор ретиноевой кислоты, мы можем уменьшить шум и демаскировать сигнал». Умершие фоторецепторы это не вернет, но замедлит потерю зрения у людей с дегенеративными заболеваниями сетчатки.

Чтобы проверить гипотезу о роли RAR, авторы создали генетическую конструкцию в аденовирусном векторе, содержащую гены двух флуоресцентных белков, соединенные с разными регуляторными последовательностями (красный флуоресцентный белок RFP с цитомегаловирусным промотором для контроля вирусной инфекции, а зеленый GFP — с промотором и рагуляторными элементами, которые активируются через RAR). При внедрении конструкции в стекловидное тело глаза здоровых мышей и мышей с пигментным ретинитом в сетчатке слепых мышей увеличилась в четыре раза по сравнению с контролем экспрессия GFP, а следовательно, и белков сигнального пути RA.

Для доказательства роли RA и RAR при потере зрения у человека ученые сравнили данные транскриптома сетчатки человека с пигментным ретинитом и здоровых людей. Уровень транскриптов 120 последовательностей, чувствительных к RA, у больных оказался вдвое выше, чем у здоровых (всего было проанализировано 31 108 последовательностей).

Исследователи также получили более подробные данные о сигнальном пути, инициируемом RA. В поврежденной сетчатке ганглиозные клетки интенсивно возбуждаются из-за активации рецепторов P2X, которые способствуют проникновению в клетки органических ионов. Используя флуоресцентный краситель Yo-Pro-1, взаимодействующий с P2X, и ингибиторы RA, RAR, X2P, исследователи доказали, что гиперпроницаемость клеток зависит от пути RA-RAR-P2X. При блокировании RAR вместо RA у мышей были получены более впечатляющие результаты — зрение у слепых животных восстанавливалось практически до нормального уровня. Ингибиторов этих рецепторов уже известно довольно много, и полученные результаты предлагают новый путь их применения.

Кроме использования ингибиторов, группа опробовала метод генной терапии. Мышам с пигментным ретинитом ввели гены неактивных RAR, и это повысило их чувствительность к тусклому свету. В частности, у животных вырабатывали реакцию замирания при включении света, которое сопровождал удар электрическим током, и генная терапия увеличила частоту замирания у слабовидящих мышей при тусклых вспышках на 17% (с 56% до 73%, у здоровых мышей 89%).

Эти исследования открывают возможности использования RAR в качестве мишени фармацевтической и генной терапии для пациентов, страдающих медленно прогрессирующей дегенерацией сетчатки. Кроме того, они позволят по-новому оценить роль рецепторов ретиноевой кислоты в терапии опухолевых заболеваний.

Источники

Michael Telias et al.// Retinoic Acid Induces Hyperactivity, and Blocking Its Receptor Unmasks Light Responses and Augments Vision in Retinal Degeneration.// Neuron, 2019; DOI: 10.1016/j.neuron.2019.02.015

Пресс-релиз

Добавить в избранное

Комментарии

Вам будет интересно