Глазные капли с пептидами защитили мышей от потери зрения при пигментном ретините

Пигментный ретинит — редкое наследственное заболевание, которое вызывает постепенную гибель фоторецепторов и в конечном счете приводит к потере зрения. Лечения в настоящее время не существует. В Communications Medicine опубликовано исследование, посвященное оценке эффективности глазных капель с пептидами белка PEDF для терапии пигментного ретинита.

Фактор пигментного эпителия PEDF предотвращает дегенерацию сетчатки, воздействуя на пути гибели фоторецепторов. При этом его защитное действие не зависит от конкретной мутации, вызвавшей дегенерацию, что позволяет использовать терапию широкого спектра действия. Исследователи из Италии и США показали в предыдущих работах, что нейротрофные пептиды, полученные из PEDF, обладают сродством к его рецептору и способствуют дифференцировке фоторецепторов. Теперь они решили проверить, обеспечит ли это сродство защитные свойства, присущие самому белку.

Сперва исследователи убедились, что доставить пептиды в сетчатку можно с помощью глазных капель — это проверяли на мышах, которые получали капли с флуоресцентно мечеными пептидами. Тестировали три пептида, состоящие из 17 аминокислот, два из них — фрагмент исходной последовательности и пептид с единичной заменой H105A распознавались рецептором, а R99A служил контролем без нейротрофных свойств. Ученые обнаружили, что распределение терапевтических пептидов на сетчатке совпадало с распределением рецептора к PEDF, тогда как R99A распределялся равномерно.

Дальнейшие опыты показали, что оба терапевтических пептида стимулировали фосфолипазную активность рецептора PEDF.

Чтобы проверить терапевтическую эффективность капель с пептидами, ученые смоделировали пигментный ретинит на мышах. Гибель фоторецепторов у модельных животных должна была начаться примерно на 16-й день жизни. Глазные капли они получали еще до проявления патологии, начиная с 15-го дня. Через пять дней такой терапии исследователи анализировали состояние сетчатки мышей. Выяснилось, что оба пептида замедляли появление фосфатидилсерина на поверхности фоторецепторов — этот фосфолипид служит сигналом гибели клетки, — причем H105A показал более высокую эффективность. А вот R99A не оказывал значимого влияния.

Авторы статьи предположили, что механизм предотвращения гибели фоторецепторов основан на регуляции уровня антиапоптотического белка BCL-2 и проапоптотического BAX. Анализ пространственного распределения этих белков в сетчатке мышей, получивших капли с пептидами, подтвердил это предположение.

Капли с 17-аминокислотным пептидом и H105A улучшали морфологию фоторецепторов у мышей с пигментным ретинитом, а также препятствовали истончению фоточувствительного слоя сетчатки. Электроретинография подтвердила, что пептидные капли защищали зрительную функцию мышей — в отличие от животных, не получавших лечения, у них не отмечалось явного ослабления или задержки электрической активности.

Более перспективный из двух пептидов, H105A, исследователи также протестировали на мышиной модели с другой мутацией — в этом случае дегенерация сетчатки происходила медленнее. Они убедились, что эффективность капель с пептидами не зависит от мутации, которая вызывает гибель фоторецепторов.

Альтернативный подход, позволяющий обеспечить протективный эффект пептида — это генная терапия. Исследователи доставили H105A в клетки сетчатки мышей в составе аденоассоциированного вирусного вектора. Как и капли, такая генная терапия защищала фоторецепторы модельных мышей от дегенерации. Улучшение функции палочек и незначительное улучшение работы колбочек наблюдались в течение шести месяцев после доставки вектора.

Наконец, результаты подтвердили на органоидах сетчатки человека. Их выращивали из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, а затем индуцировали дегенерацию с помощью концентрированного сигаретного дыма. Добавление пептида H105A к поврежденным органоидам существенно замедляло или даже предотвращало в них гибель клеток.

Исследователи заключают, что глазные капли, содержащие пептиды PEDF, представляют собой перспективную малоинвазивную терапию, которая позволит предотвратить гибель фоторецепторов при заболеваниях сетчатки.