Úvod
Glaukom je oční onemocnění související s věkem, při kterém vysoký tlak v oku (nitrooční tlak, neboli IOP) poškozuje retinální nervové buňky a vede ke ztrátě zraku. Stárnutí je největším rizikovým faktorem pro glaukom a nový výzkum naznačuje, že to může být způsobeno hromaděním senescentních buněk ve stárnoucích očích – buněk, které se trvale přestaly dělit a vylučují zánětlivé signály. Buněčná senescence je normální odpovědí na poškození nebo stres, ale když se tyto staré buňky nahromadí, uvolňují směs molekul nazývanou sekreční fenotyp spojený se senescencí (SASP). Faktory SASP zahrnují zánětlivé cytokiny (jako interleukin-6), růstové faktory (jako TGF-β) a enzymy, které remodelují tkáň. V očních tkáních, jako je trabekulární síťovina (TM) (odtokový kanál, který kontroluje IOP) a hlava zrakového nervu (ONH) (kde axony retinálních gangliových buněk opouštějí oko), se zdá, že senescentní buňky a jejich SASP vyvolávají chronický zánět a zjizvení. Například jedna nedávná recenze poznamenala, že jak buňky TM, tak retinální gangliové buňky ve stárnoucích očích vykazují markery senescence, a odstranění těchto starých buněk zlepšilo přežití retinálních gangliových buněk na zvířecích modelech (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (www.nature.com). Tento článek shrnuje důkazy o tom, že senescence přispívá ke glaukomu a zkoumá, jak by senolytické terapie – léky, které specificky zabíjejí senescentní buňky – mohly pomoci chránit oko.
Senescence v nice glaukomu
Senescence trabekulární síťoviny
Trabekulární síťovina (TM) je houbovitá tkáň, která odvádí tekutinu z oka. S normálním stárnutím se počet buněk TM postupně snižuje a síťovina vytváří tlustý, tuhý extracelulární materiál. Histologické studie ukazují, že starší oči mají podstatně méně buněk TM než mladé oči, a tato ztráta je mnohem větší u pacientů s glaukomem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Když buňky TM odumírají nebo senescují a jsou nahrazeny matrixem podobným jizvě, drenážní kanál se zužuje a IOP stoupá (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ve skutečnosti Zhang et al. popisují, jak „absence buněk TM, následovaná jejich nahrazením extracelulární matrix, vede ke zvýšenému odporu k odtoku tekutiny“ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). To odpovídá klinickým pozorováním, že stárnoucí odtoková dráha se stává fibrotickou (například akumulace kolagenu typu VI je pozorována v glaukomatózní TM) a zvyšuje IOP (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Laboratorní studie buněk TM identifikovaly klasické znaky senescence ve stárnoucích nebo stresovaných buňkách: zvětšený tvar, zástava buněčného cyklu a exprese markerů, jako je p16^INK4a. Důležité je, že senescentní buňky TM uvolňují prozánětlivé faktory SASP. Například bylo prokázáno, že senescentní buňky TM nadměrně produkují interleukin-6 (IL-6), IL-8 a chemokiny (CCL2, CXCL3) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tyto cytokiny mohou rekrutovat imunitní buňky a řídit fibrotickou signalizaci (zejména TGF-β je také součástí očního SASP). Takový chronický zánět pravděpodobně ztuhne TM. Stručně řečeno, stárnoucí a nemocná tkáň TM akumuluje senescentní buňky, které vylučují signály indukující fibrózu, což přispívá k obstrukci odtoku a zvýšenému IOP (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Senescence hlavy zrakového nervu a sítnice
Glaukom také poškozuje hlavu zrakového nervu (ONH) a retinální gangliové buňky (RGC), které posílají signály z oka do mozku. Stárnutí ovlivňuje i tyto tkáně. RGC ve starších očích vykazují větší oxidační poškození a jsou méně schopny přežít stres (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Senescentní buňky v sítnici (neurony nebo podpůrné buňky sítnice) podobně vylučují faktory SASP, které mohou poškodit blízké neurony. Například v experimentálních modelech vysokého IOP vykazuje poraněná sítnice zvýšené IL-1β, IL-6, IL-8 a další cytokiny SASP (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tyto zánětlivé faktory živí začarovaný kruh poškození: posilují senescenci v sousedních buňkách a vyvolávají chronický zánět v oblasti ONH.
Mnoho studií skutečně nalezlo markery senescence v RGC a tkáni zrakového nervu v modelech glaukomu. Je pozoruhodné, že odstranění těchto starých RGC bylo neuroprotektivní. V myším modelu oční hypertenze cílení na odstranění senescentních RGC („senolytický“ přístup) zachovalo zdravé RGC a udrželo zrak (www.nature.com). Podobně v modelu poranění zrakového nervu rozdrcením, dasatinib+kvercetin (kombinace senolytických léků) významně snížil smrštění dendritů RGC a dokonce podpořil regeneraci axonů (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tyto nálezy naznačují, že senescentní RGC aktivně přispívají k degeneraci a že jejich odstranění šetří zbývající neurony. Celkově TM a ONH u glaukomu tvoří niku chronického, prozánětlivého stresu – částečně řízeného akumulací senescentních buněk a jejich SASP.
Senolytické terapie v očních modelech
Vědci začali testovat známé senolytické látky v modelech očních onemocnění, aby zjistili, zda odstranění senescentních buněk může zlepšit oční zdraví. Klíčové senolytické látky zahrnují dasatinib (inhibitor kináz) + kvercetin (flavonoid), fisetin (rostlinný flavonol) a navitoclax (inhibitor rodiny BCL-2). Většina studií je zatím preklinických (zvířecí nebo buněčné modely).
Dasatinib + kvercetin (D+Q): Tento dvoulékový „senolytický koktejl“ je nejvíce studovaný. U myší s poraněním zrakového nervu jedna studie ukázala, že léčba D+Q zachovala strukturu a funkci RGC: léčené myši měly menší smrštění dendritů ve svých RGC a vykazovaly trend k opětovnému růstu axonů, což naznačuje nervovou opravu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). V modelu laserem indukované choroidální neovaskularizace (onemocnění sítnice) přímá intravitreální injekce D+Q do oka dramaticky snížila markery senescence a závažnost onemocnění. Léčené krysy měly podstatně méně buněk p16^INK4a-pozitivních v sítnici a menší neovaskulární léze – ve skutečnosti byl účinek srovnatelný se standardní anti-VEGF terapií (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). To zdůrazňuje, že lokálně podávaná senolytika mohou působit v oku: intravitreální D+Q omezilo patologii sítnice odstraněním senescentních buněk.
Experimenty specifické pro glaukom ukázaly neuroprotektivní účinky D+Q. Studie lidské sítnice u pacientů s glaukomem (retrospektivní analýza těch, kteří byli vystaveni senolytickým lékům) nenašla žádné poškození – pacienti užívající senolytika neměli horší zrak ani vyšší IOP než kontroly (www.nature.com) – což připravuje půdu pro bezpečnost. Mezitím zvířecí modely glaukomu naznačují přínos. Kromě výše uvedené studie poranění zrakového nervu měl klasický kmen myší náchylný ke glaukomu (DBA/2J) léčený D+Q nebo samotným kvercetinem lepší obrazový elektroretinogram (PERG) a zrakové evokované potenciály, což naznačuje zdravější funkci RGC (Li et al., 2019). Tyto léčené oči si také zachovaly více RGC a měly méně mikrogliálního zánětu než neléčené kontroly. Stručně řečeno, odstranění senescentních buněk pomocí D+Q zachovalo zrak v modelech glaukomu (zatímco neurony byly stále živé) (www.nature.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) – silná nápověda neuroprotektivního účinku.
Fisetin: Fisetin je dietní flavonol se senolytickými vlastnostmi. U starých myší účinně zabíjel senescentní buňky v mnoha orgánech a prodloužil životnost (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Také snižoval markery spojené se zánětem v tkáních. V experimentálním modelu glaukomu fisetin ukázal slibné výsledky: myši DBA/2J, kterým byl podáván fisetin, měly nižší IOP a lepší retinální signalizaci než neléčené myši (Li et al., 2019). Ačkoli se detaily stále objevují, tyto nálezy naznačují, že fisetin může chránit RGC – pravděpodobně tlumením zánětlivého prostředí SASP v oku.
Navitoclax: Navitoclax (ABT-263) je lék na rakovinu, který zabíjí senescentní buňky blokováním proteinů pro přežití BCL-2. Funguje u mnoha typů laboratorních buněk, včetně vaskulárních a nervových buněk, ale má vážné vedlejší účinky. V preklinických modelech navitoclax účinně odstraňoval senescentní buňky ze srdce a mozku (zpomaloval aterosklerózu nebo neurodegeneraci), ale jeho použití je omezeno toxicitou krve (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Konkrétně navitoclax způsobuje závažnou trombocytopenii (nízký počet krevních destiček), neutropenii a krvácení (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tato hematologická rizika dosud bránila klinickým studiím pro stárnutí. Dosud nebyly zveřejněny žádné zprávy o navitoclaxu v očních modelech. V zásadě by mohl odstranit senescentní buňky TM nebo sítnice, ale riziko krvácení je znepokojující, pokud je podáván systémově.
Shrnuto, data ze zvířat naznačují, že senolytika mohou prospět oku. Většina dosavadních důkazů pochází z D+Q (a podobných látek) v modelech poranění sítnice a zrakového nervu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tyto studie uvádějí zlepšené přežití RGC a strukturu/funkci sítnice, když jsou senescentní buňky eliminovány. Přímé účinky senolytik na IOP dosud nebyly prokázány; nemáme studii, která by ukázala, že odstranění senescentních buněk TM skutečně snižuje tlak. Nicméně, jelikož bylo prokázáno, že odstranění buněk TM zvyšuje IOP (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), je rozumné spekulovat, že odstranění starých buněk TM (nebo zabránění jejich fibrotickému SASP) by mohlo obnovit část odtoku a uvolnit IOP.
Senolytika a stárnutí celého těla
Senolytika získala pozornost pro prodlužování zdravé životnosti. U myší přerušované léčby D+Q nebo fisetinem v pozdním věku odstranily senescentní buňky z mnoha orgánů, snížily markery onemocnění souvisejících s věkem a prodloužily životnost. Například Yousefzadeh et al. zjistili, že podávání fisetinu zdravým starým myším „obnovilo tkáňovou homeostázu, snížilo patologii související s věkem a prodloužilo medián a maximální životnost“ (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Podobně Xu et al. (laboratoř Kirkland) ukázali, že periodická léčba D+Q u starých myší zlepšila vytrvalost při cvičení a významně zvýšila přežití ve srovnání s kontrolami (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Senolytická léčba dokonce zlepšila metabolismus glukózy, srdeční funkci a další ukazatele stárnutí ve studiích tkání.
Tyto celoorganismové přínosy naznačují, že pokud senolytika chrání tělo obecně, mohou chránit i oko. Jinými slovy, udržování myší systémově „mladších“ se často shoduje se zdravějšími očima. Například myši léčené fisetinem nebo D+Q v pozdějším věku mají méně jaterní fibrózy, lepší funkci plic, méně artritidy – a pravděpodobně i lepší oční mikrostrukturu, ačkoli měření očí nebylo zaměřením těchto prací. Analogicky by odstranění systémových senescentních buněk mohlo zpomalit úbytek související s věkem v TM a sítnici. Oko je často označováno jako „okno do stárnutí“, takže zlepšení stárnutí těla by se mohlo projevit zachováním zraku.
Podání, bezpečnost a klinické aspekty
Jednou z hlavních otázek je, jak bezpečně dodat senolytika do oka. Systémové podání (perorální pilulky nebo injekce) je nejjednodušší cesta, ale vystavuje celé tělo léku. Povzbudivé je, že retrospektivní studie zjistila, že pacienti s glaukomem, kteří náhodou užívali senolytika z jiných důvodů, neměli zhoršení zraku nebo IOP (www.nature.com). V klinických studiích stárnutí byly pilulky D+Q obecně dobře snášeny: Hickson et al. (2019) nezaznamenali žádné závažné nežádoucí účinky (jako selhání orgánů nebo smrt) u subjektů užívajících kúry dasatinibu+kvercetinu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Fisetin je ještě bezpečnější – je to rostlinná sloučenina obsažená v jahodách, která nezpůsobila žádné významné vedlejší účinky v lidských studiích (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Naproti tomu rizika navitoclaxu (krvácení, útlum kostní dřeně) jsou velkým problémem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Pokud by byl používán systémově, bylo by zásadní pravidelné monitorování krve.
Lokální (oční) strategie by mohla zabránit systémové toxicitě. Například anti-VEGF léky se běžně injekčně podávají do sklivce k léčbě onemocnění sítnice. Podobně by bylo možné injekčně podat senolytickou látku do oka: to bylo provedeno v již popsaném modelu CNV u krys. Intravitreální D+Q výrazně snížilo senescentní zátěž a léze onemocnění (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Teoreticky by intrakamerální injekce (do přední části oka) mohla cílit specificky na buňky TM. Alternativně by speciálně formulované oční kapky nebo nanopartikule s pomalým uvolňováním mohly nést senolytika do TM. Lokální podání by omezilo expozici jiným orgánům a potenciálně umožnilo vyšší dávky do oka. Nicméně oční injekce nesou rizika (infekce, odchlípení sítnice) a opakované injekce mohou být nepraktické. Topické kapky často špatně pronikají do hlubších tkání. Dosud nebyly zveřejněny žádné studie, které by testovaly senolytika v očních kapkách nebo intrakamerálních injekcích.
Celkově mají jak systémové, tak lokální přístupy svá pro a proti. Systémová senolytika se snáze podávají (pilulka po pilulce) a mohla by prospět celému tělu (a oku), ale nesou riziko obecných vedlejších účinků. Lokální podání by soustředilo lék v oku (systémově by bylo možná bezpečnější), ale mohlo by minout relevantní buňky (například senescentní imunitní buňky odvozené z krve) a vyžaduje invazivní postupy. Jednoho dne by mohla být použita kombinovaná strategie: například perorální senolytika pro „osvěžení“ těla a pouzdra oční čočky, plus lokální oční léčba pro zadní tkáně. Je zapotřebí dalšího výzkumu k nalezení bezpečných formulací a dávkovacích režimů, které eliminují senescentní buňky bez poškození normálních.
Závěr
Glaukom zůstává neléčitelný stávajícími léčbami, které pouze snižují oční tlak. Cílení na buněčnou senescenci je nový přístup, který si klade za cíl modifikovat onemocnění na hlubší úrovni. Přibývá důkazů, že senescentní buňky v trabekulární síťovině a hlavě zrakového nervu podporují chronický zánět, fibrózu a smrt retinálních neuronů u glaukomu. Preklinické studie ukazují, že senolytické léky – zejména dasatinib+kvercetin a fisetin – mohou chránit retinální gangliové buňky a zachovat zrak u zvířecích modelů (www.nature.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Existuje také důvod doufat, že oční přínosy budou paralelní s celkovými zlepšeními zdraví, pozorovanými, když tyto látky prodlužují životnost u myší (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ačkoli lidská data jsou zatím omezená, rané zprávy naznačují, že senolytika nezpůsobují zjevné poškození očí (www.nature.com). V budoucnu je zapotřebí pečlivého testování senolytické terapie v modelech glaukomu (a nakonec u pacientů). Klíčovými otázkami bude zajištění bezpečnosti (vyhnout se toxicitě mimo cíl) a nalezení praktických metod podání. Pokud bude úspěšná, senolytická léčba by mohla přidat nástroj modifikující onemocnění k ochraně stárnoucího zrakového nervu a odtokového systému – ve skutečnosti „vyčištěním starých buněk“ k obnovení zdravějších očních signálů a lepšímu zachování zraku.