Liście szpinaku nadzieją dla chorych na zespół suchego oka
Zespół sucha oka dotyka ponad 1,5 miliarda ludzi na całym świecie. To nie tylko chwilowy dyskomfort, choroba prowadzi do bliznowacenia rogówki, chronicznego bólu i wrażliwości na światło, a badania łączą ją z depresją i obniżoną produktywnością. Obecne leki, choć skuteczne, są drogie i nierzadko powodują skutki uboczne utrudniające długotrwałe stosowanie. U podstaw choroby leży stan zapalny rogówki, który wyzwala agresywne chemicznie cząsteczki, reaktywne formy tlenu (ROS). Zdrowe oko neutralizuje je dzięki zredukowanej formie NADPH (fosforan dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego) – jednak w chorym oku poziom ROS przerasta naturalne mechanizmy obronne, co nakręca spiralę uszkodzeń.
Naukowcy z Singapuru postanowili zmierzyć się z tym problemem, a inspiracji dostarczyli im przedstawiciele nadrzędu Sacoglossa – jedyne zwierzęta zdolne do fotosyntezy. Zwierzęta te przechowują w swoich komórkach chloroplasty glonów, którymi się żywią, i w razie niedoborów pożywienia odżywiają się dzięki fotosyntezie.
Naukowcy pod kierunkiem prof. Davida Leonga zadali sobie pytanie: czy ssak mógłby posiadać choćby ograniczoną formę fotosyntezy? Wybrali oko – jeden z niewielu narządów pochłaniających widzialne światło – i skonstruowali cząsteczkę nazwaną LEAF (Light-reaction Enriched thylAkoid NADPH-Foundry). To nanoskopijny fragment gran, czyli cylindrycznych ułożonych w stosy struktur znajdujących się wewnątrz chloroplastów. Grany składają się z płaskich pęcherzyków, tylakoidów, i są kluczowym elementem aparatu fotosyntezy.
Kluczowym krokiem było usunięcie z chloroplastów części zużywającej NADPH przy jednoczesnym zachowaniu maszynerii produkującej go pod wpływem światła. Powstałe nanocząstki, przygotowane z liści szpinaku, mają zaledwie około 400 nanometrów średnicy i swobodnie przenikają do komórek.
W badaniach laboratoryjnych LEAF przywrócił prawidłowy poziom NADPH w komórkach już po 30 minutach od ekspozycji na światło, a stężenie nadtlenku wodoru – kluczowego utleniacza uszkadzającego tkanki – spadło o ponad 95 procent. W badaniach przedklinicznych krople z LEAF podane przy zwykłym oświetleniu wnętrz cofnęły uszkodzenia rogówki do poziomów niemal zdrowych tkanek w ciągu zaledwie pięciu dni. Dwumiesięczne testy bezpieczeństwa nie wykazały żadnych efektów ubocznych.
Naukowcy podkreślają, że LEAF działa wyłącznie w oparciu o otaczające nas światło, bez urządzeń zewnętrznych ani dodatkowego zasilania. Zespół planuje dalsze badania kliniczne i rozważa zastosowanie technologii wszędzie tam, gdzie stres oksydacyjny niszczy tkanki dostępne dla światła – w siatkówce, skórze, a w przyszłości być może nawet w narządach wewnętrznych.
Szczegóły badań zostały opisane w artykule Transplanting light-dependent reactions for mammalian eye photosynthesis.
Komentarze (0)