Много лет назад я защитил докторскую диссертацию. с твердой решимостью найти лекарство от катаракты — не за несколько лет или десятилетий, а в течение срока действия моей кандидатской диссертации. Таков был мой энтузиазм и наивность. Однако спустя десятилетия кажется, что эта мечта может сбыться.
Катаракта возникает в результате скопления сломанных белковых фрагментов в хрусталике глаза . Это накопление и слипание белковых фрагментов серьезно снижает передачу света на сетчатку, из-за чего вещи кажутся размытыми или туманными. Это причина около 43% всех случаев слепоты .
Операция по удалению помутневшего хрусталика и замене его искусственным до сих пор была единственным доступным методом лечения катаракты . Ежегодно в мире проводится около 10 миллионов операций по удалению катаракты . Процедура может изменить жизнь, но кто не хотел бы избежать операции, если бы было доступно менее инвазивное лечение? Здесь на помощь приходят глазные капли со стеролом. (Стеролы — это жироподобные вещества, встречающиеся в природе.)
Мои коллеги и я недавно провели исследование на мышах , которое показало многообещающие и впечатляющие эффекты при катаракте после того, как мы нанесли им на глаза стероловое соединение. Когда соединение было применено к одному глазу 26 мышей с катарактой, мы обнаружили, что 61% обработанных линз показали улучшение градиента показателя преломления. Этот градиент является мерой оптической плотности и жизненно важным компонентом качества изображения. Непрозрачность линз также уменьшилась у 46% мышей.
Однако эффекты не были универсальными, что позволяет предположить, что одно и то же средство может не применяться ко всем катарактам (существует несколько типов).
Состав, который мы использовали, был испытан ранее, но не для оптики. Тем не менее, оптическое качество хрусталика имеет основополагающее значение для беспрепятственного прохождения света к сетчатке и, следовательно, для поддержания зрения.
Исследования с использованием этого соединения стерола показали, что в 2015 году улучшилась прозрачность хрусталиков мышей и частично восстановилась растворимость белка как в хрусталиках живых мышей, так и в хрусталиках человека в чашке.
Но последующее исследование, проведенное в 2019 году , не смогло найти доказательств того, что это соединение обращает вспять накопление белка в образцах крыс и людей, а также что оно изменяет помутнение хрусталиков крыс с катарактой. Однако соединение стерола не тестировалось на цельных неповрежденных линзах человека. И самое главное, влияние этого соединения на оптическое свойство показателя преломления (то есть оптическое качество линзы) не измерялось.
Измерение оптического качества
Я потратил годы на разработку и применение методов измерения оптического качества линзы и измерял оптику линзы более десяти лет, используя самую передовую систему в мире, синхротрон SPring-8 в Японии — ускоритель частиц , производящий мощные Рентгеновские лучи, позволяющие проводить измерения оптических свойств глаза с высочайшей точностью.
Эта технология позволила мне и моим коллегам точно охарактеризовать градиент показателя преломления в прозрачных линзах, а также в линзах с катарактой, что невозможно было провести с помощью источника видимого света.
Градиент показателя преломления важен для качества изображения, поскольку он обеспечивает улучшенную способность фокусировки. Катаракта нарушает этот градиент из-за накопления белка. Применение рентгеновских измерений было ключом к нашим последним открытиям. Кроме того, когда мы измеряем оптические свойства, мы делаем это на цельных линзах, при этом распределение белков в линзе остается ненарушенным.
Связь между оптической функцией хрусталика и растворимостью белка и склонностью к слипанию нуждается в дальнейшем изучении. Это важно для решения вопроса о том, можно ли обратить вспять процесс образования катаракты и восстановить прозрачность помутневшего хрусталика.
Ученые долгое время считали, что накопление основных структурных белков катаракты — кристаллинов — необратимо. Таким образом, любое возможное лечение катаракты может в лучшем случае остановить или замедлить ее прогрессирование.
Если это не так и агрегация белков обратима, то это открывает множество возможностей для лечения. Катаракту можно не только предотвратить, избегая определенных известных причин, таких как неправильное питание , курение и некоторые лекарства, такие как стероиды , возможно также использовать лекарства, которые предотвращают дальнейшее прогрессирование. Другие лекарства могут даже обратить вспять процесс образования катаракты и вернуть ясность помутневшему хрусталику.
Дальнейшие исследования должны включать изучение всех белков хрусталика: основных структурных белков хрусталика (кристаллинов и белков водных каналов) в тандеме с изучением оптической функции.
В настоящее время мы изучаем оптику хрусталика со всех сторон, от ранних стадий развития до взрослой жизни, и смотрим, как эти результаты соотносятся с изменениями в белках.
Возможно, потребуется гораздо больше исследований, но результаты наших недавних исследований показали, что безоперационное лечение катаракты возможно и может быть ближе, чем мы думаем.
