Stárnutí, senescence a glaukom

Glaukom je hlavní příčinou slepoty a jeho riziko stoupá s věkem. Ve stárnoucích očích mohou buňky vstoupit do senescentního stavu – přestanou se dělit, ale zůstanou živé – a uvolňují škodlivé signály zvané sekreční fenotyp spojený se senescencí (SASP). Senescentní buňky v oku mohou zhoršovat onemocnění. Například stárnoucí buňky trabekulární síťoviny (filtr v přední části oka) ztuhnou a ucpou se, což zvyšuje oční tlak (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). V sítnici a zrakovém nervu uvolňují senescentní buňky cytokiny (jako IL-6, IL-8, IL-1β) a enzymy (MMP), které způsobují zánět, remodelaci tkáně a smrt nervových buněk (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tyto faktory SASP byly nalezeny u lidských glaukomatózních očí a v zvířecích modelech očního tlaku, kde vedou k poškození gangliových buněk sítnice (RGC) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Zacílení na tyto buňky je nová myšlenka: jejich odstranění nebo zklidnění může pomoci ochránit zrakový nerv.

Senescence v oku

Senescentní buňky se hromadí v klíčových očních tkáních. V trabekulární síťovině (TM) senescence ztužuje síťovinu a zvyšuje odpor proti odtoku tekutiny (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). To zvyšuje nitrooční tlak, hlavní rizikový faktor pro glaukom. U lidí s glaukomem bylo naměřeno více senescentních buněk TM (označených enzymy jako SA-β-gal nebo proteiny p16^INK4a a p21^CIP1) ve srovnání s normálními očima (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Vysoké hladiny p16 a p21 v buňkách TM korelují s glaukomem a méně buněk TM přežívá do vysokého věku (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

V hlavě zrakového nervu a sítnici stárnutí a stres způsobují, že se RGC a podpůrné buňky (astrogliie, mikrogliie) stávají senescentními. Tyto buňky pak sekretují faktory SASP – prozánětlivé cytokiny (IL-6, IL-1β, IL-8), chemokiny (CCL2, CXCL5) a matricové metaloproteinázy – které otravují okolní neurony a šíří senescence na sousední buňky (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). V myších modelech vysokého očního tlaku a v lidské glaukomatózní tkáni byly nalezeny zvýšené hladiny IL-6, IL-1β, IL-8 a dalších markerů SASP, spojené s chronickým zánětem a smrtí RGC (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Senescence a SASP tak přispívají k dysfunkci TM a poškození zrakového nervu při glaukomu.

Quercetin a Fisetin jako senolytika

Senolytické léky jsou látky, které ničí senescentní buňky, zatímco senomorfika potlačují jejich škodlivé sekrece. Quercetin a fisetin jsou přírodní flavonoidy se senolytickou nebo senomorfní aktivitou. Quercetin se nachází v mnoha druzích ovoce a zeleniny a je známý jako antioxidant. Výzkum ukazuje, že quercetin může selektivně eliminovat senescentní buňky a tlumit SASP (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Má také protizánětlivé a antioxidační vlastnosti v oku. V modelech retinálního stresu quercetin zvyšuje ochranné enzymy (jako Nrf2 a HO-1) a snižuje buněčnou smrt (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Jako senolytikum quercetin potlačuje NF-κB (klíčový regulátor SASP) a snižuje sekreci IL-6 a dalších cytokinů ze senescentních buněk (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Fisetin, sourozenec quercetinu, se ukazuje jako silné senolytikum. V jedné zprávě fisetin překonal quercetin v zabíjení senescentních buněk v kultuře a u myší (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Léčba fisetinem u starých myší snížila p16^INK4a a další markery senescence v tkáních, zlepšila délku zdravého života a prodloužila celkovou délku života (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Fisetin se již používá jako doplněk stravy a zdá se být bezpečný. Jeho silný senolytický účinek naznačuje, že by mohl odstraňovat i senescentní oční buňky. Quercetin i fisetin mají v humánní medicíně příznivé bezpečnostní profily, takže jsou atraktivní pro klinické studie (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Preklinické důkazy u glaukomu

V modelech glaukomu se ukázalo, že odstranění senescentních buněk má jasný přínos. V myším modelu akutní oční hypertenze se mnoho RGC stalo senescentními a aktivovalo SASP geny poté, co byl zvýšen oční tlak (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). V této studii vědci použili genetický trik a senolytický lék dasatinib k ablaci (zabíjení) p16^INK4a-pozitivních senescentních RGC. Je pozoruhodné, že časné odstranění těchto buněk zachránilo zbývající RGC: léčené myši si zachovaly své vizuální reakce a počet RGC mnohem lépe než kontroly (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Jinými slovy, senolýza chránila zrakový nerv před probíhajícím poškozením.

Přestože zde byl použit dasatinib, studie potvrdila myšlenku: pokud jsou senescentní RGC a gliové buňky viníky, pak by jejich zacílení mělo pomoci. Quercetin nebo fisetin by mohly působit podobně. Existují určité důkazy, že dietní fisetin zlepšuje funkci oka u myši s genetickým glaukomem (kmen DBA/2J) snížením zánětu sítnice a záchranou neuronů (ačkoli toto zjištění potřebuje další potvrzení).

Další studie se dokonce zabývala lidskými pacienty, kteří byli náhodně vystaveni senolytikům. V retrospektivní studii pacientů s glaukomem, kteří náhodně užívali senolytické látky (pro jiné stavy), nebylo pozorováno žádné poškození: pacienti užívající senolytika neměli horší zrak, vyšší tlaky ani rychlejší úbytek zorného pole než odpovídající kontroly (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ve skutečnosti to naznačuje, že senolytika oko nepoškodila, a podporuje další studium jejich ochranných účinků.

Přínosy a rizika senolýzy v oku

Potenciální přínosy: Odstranění senescentních buněk v TM a zrakovém nervu by mohlo snížit zánět a dysfunkci tkání. V TM by to mohlo obnovit zdravější odtokové kanály a snížit oční tlak. V sítnici/hlavě zrakového nervu to může přerušit cyklus poškození řízeného SASP, čímž se zachrání RGC, které by jinak zemřely. Senolýza by mohla doplnit stávající léčbu glaukomu (snižování tlaku) tím, že by se zaměřila na složku stárnutí onemocnění.

Potenciální rizika: Zrakový nerv je citlivá nervová tkáň. Teoreticky by zabíjení buněk – i když jsou to „zombie“ senescentní buňky – mohlo mít nezamýšlené účinky. Například některé podpůrné buňky by se mohly stát částečně senescentními, aby omezily poškození, a jejich náhlé odstranění by mohlo vyvolat zánět. Systémová senolytická léčiva někdy ovlivňují i jiné tkáně. Známé senolytikum navitoclax může způsobit nízký počet krevních destiček, takže výběr léku a dávkování musí být opatrné. Quercetin a fisetin jsou obecně dobře snášeny, ale vysoké dávky nebo dlouhodobé účinky v oku nejsou testovány. Jakákoli studie musí sledovat zánět sítnice nebo zrakového nervu, krvácení nebo ztrátu funkce. Dosud omezená data (např. výše uvedená zpráva o lidech) nevykazují žádnou zjevnou oční toxicitu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), což je povzbudivé.

Design studie, biomarkery a monitorování

K testování senolytik u glaukomu nebo očního stárnutí je zapotřebí pečlivě navržená studie. Možný design: randomizovaná, placebem kontrolovaná studie u pacientů s časným glaukomem nebo oční hypertenzí. Senolytikum (např. přerušované vysoké dávky fisetinu nebo quercetinu) by bylo podáváno perorálně nebo ve formě očních kapek (pokud budou k dispozici topické formulace).

Koncové body: Klíčové výsledky by zahrnovaly standardní míry glaukomu – nitrooční tlak (IOP), tloušťku vrstvy nervových vláken sítnice (RNFL) při OCT zobrazení, testy zorného pole a pattern elektroretinogram (PERG) nebo vizuálně evokované potenciály (VEP) k posouzení funkce nervu. Zlepšení nebo pomalejší pokles těchto parametrů by byly primárními signály neuroprotekce.

Biomarkery: Z laboratorní strany by sledování biomarkerů senescence pomohlo prokázat zacílení. Hlavním markerem je p16^INK4a. Tento inhibitor buněčného cyklu je zvýšeně exprimován v senescentních buňkách. Ve studii by se daly měřit hladiny RNA nebo proteinu p16^INK4a v zástupných vzorcích. Například T-buňky v krvi nebo kožní buňky často odrážejí senescenci organismu a po terapii by se mohlo p16 snížit (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Konkrétně v oku by vědci mohli analyzovat excidované buňky TM (pokud jsou nějaké odstraněny při rutinní operaci glaukomu) na p16 nebo SA-β-gal. Slzná tekutina nebo nitrooční tekutina by mohla být testována na faktory SASP jako IL-6, IL-8 a MMP (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Pokles těchto cytokinů po léčbě by naznačoval snížení SASP. Sériová optická koherentní tomografie (OCT) angiografie by také mohla ukázat změny v průtoku krve nebo extracelulární matrix v oblasti TM.

Monitorování bezpečnosti: Účastníci by podstoupili pravidelná oční vyšetření s dilatovanou fundoskopií k ověření zánětu, cévních změn nebo pigmentových alterací. Měly by být monitorovány cirkulující zánětlivé markery (CRP, IL-6) a krevní obraz (v případě mimocílových účinků, jako jsou ty pozorované u jiných senolytik). Pokud by byla použita oční formulace, mohly by být přidány míry jako tloušťka rohovky a počet endoteliálních buněk. Retrospektivní studie [Source 7] ujistila, že zrak a IOP zůstaly stabilní při expozici senolytiky (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), ale studie by vyžadovala intenzivnější monitorování.

Prozatímní analýzy by měly sledovat jakýkoli pokles zrakové ostrosti nebo nové oční symptomy. Vzhledem k pomalé obnově nervové tkáně by studie mohly potřebovat mnoho měsíců k pozorování strukturálních změn, takže design by mohl zahrnovat počáteční 6–12 měsíční pilotní fázi. Pozitivní výsledky by pak mohly vést k větším a delším studiím.

Závěr

V našem hledání nových terapií pro glaukom a stárnutí zrakového nervu nabízejí senolytika jako quercetin a fisetin nový úhel pohledu. Zacílením na škodlivé senescentní buňky a jejich faktory SASP v trabekulární síťovině a hlavě zrakového nervu by tyto sloučeniny mohly snížit poškození související s věkem. Preklinické studie ukazují, že odstranění senescentních buněk zachovává gangliové buňky sítnice a zrak (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), a raná lidská data naznačují, že senolytika nepoškozují oko (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). K ověření této myšlenky budou zapotřebí pečlivé klinické studie s koncovými body IOP a zobrazení nervu, biomarkery senescence (p16^INK4a a SASP cytokiny) a bdělými bezpečnostními kontrolami. Pokud bude úspěšná, mohla by se senolýza stát mocným doplňkem našeho arzenálu proti glaukomu a dalším optickým neuropatiím souvisejícím se stárnutím.