Sissejuhatus
Glaukoom on vanusega seotud silmahaigus, mille puhul kõrge silmarõhk (intraokulaarne rõhk ehk IOP) kahjustab võrkkesta närvirakke ja viib nägemise kaotuseni. Vananemine on glaukoomi suurim riskifaktor ja uued uuringud viitavad, et see võib olla tingitud vananevatesse silmadesse kogunevatest vananevatest rakkudest – rakkudest, mis on püsivalt lakanud jagunemast ja eritavad põletikulisi signaale. Rakkude vananemine on normaalne vastus kahjustusele või stressile, kuid nende vanade rakkude kuhjumisel vabastavad nad molekulide segu, mida nimetatakse vananemisega seotud sekretoorseks fenotüübiks (SASP). SASP-faktorid hõlmavad põletikulisi tsütokiine (nagu interleukiin-6), kasvufaktoreid (nagu TGF-β) ja kude ümberkujundavaid ensüüme. Silmakudedes, nagu trabekulaarne võrgustik (TM) (äravoolukanal, mis reguleerib IOP-i) ja nägemisnärvi pea (ONH) (kus võrkkesta ganglionrakkude aksonid silmast väljuvad), näivad vananevad rakud ja nende SASP põhjustavat kroonilist põletikku ja armistumist. Näiteks märkis üks hiljutine ülevaade, et nii TM-rakud kui ka võrkkesta ganglionrakud vananevates silmades näitavad vananemismarkereid ning nende vanade rakkude eemaldamine parandas võrkkesta ganglionrakkude ellujäämist loomkatsetes (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (www.nature.com). Käesolev artikkel vaatleb tõendeid selle kohta, et vananemine aitab kaasa glaukoomile, ja uurib, kuidas senolüütilised ravimeetodid – ravimid, mis spetsiifiliselt tapavad vananevaid rakke – võivad aidata silma kaitsta.
Vananemine glaukoomi nišis
Trabekulaarse võrgustiku vananemine
Trabekulaarne võrgustik (TM) on käsnataoline kude, mis eemaldab silmast vedelikku. Normaalse vananemise käigus TM-rakkude arv järk-järgult väheneb ja võrgustikku tekib paks, jäik rakuväline materjal. Histoloogilised uuringud näitavad, et vanematel silmadel on oluliselt vähem TM-rakke kui noortel silmadel ning see kadu on glaukoomipatsientidel palju suurem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Kui TM-rakud surevad või vananevad ja asenduvad armitaolise maatriksiga, kitseneb äravoolukanal ja IOP tõuseb (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tegelikult kirjeldavad Zhang et al., kuidas „TM-rakkude puudumine, millele järgneb nende asendamine rakuvälise maatriksiga, viib suurenenud vastupanuni vedeliku väljavoolule“ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). See sobib kliiniliste tähelepanekutega, et vananev väljavoolutee muutub fibroosseks (näiteks glaukomatoosses TM-is on näha VI tüüpi kollageeni kogunemist) ja tõstab IOP-i (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Laboratoorsed uuringud TM-rakkude kohta on tuvastanud vananevate või stressis rakkude klassikalised vananemisomadused: suurenenud kuju, rakutsükli peatumine ja markerite, nagu p16^INK4a, ekspressioon. Oluline on see, et vananevad TM-rakud vallandavad põletikueelset SASP-faktoreid. Näiteks on näidatud, et vananevad TM-rakud toodavad üleliigselt interleukiin-6 (IL-6), IL-8 ja kemokiine (CCL2, CXCL3) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Need tsütokiinid võivad värvata immuunrakke ja soodustada fibrootilist signalisatsiooni (märkimisväärselt on TGF-β samuti osa silma SASP-st). Selline krooniline põletik muudab tõenäoliselt TM-i jäigemaks. Lühidalt öeldes koguneb vananenud ja haiges TM-koes vananevaid rakke, mis eritavad fibroosi indutseerivaid signaale, aidates kaasa väljavoolu takistusele ja kõrgenenud IOP-ile (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Nägemisnärvi pea ja võrkkesta vananemine
Glaukoom kahjustab ka nägemisnärvi pead (ONH) ja võrkkesta ganglionrakke (RGC-sid), mis saadavad signaale silmast ajju. Vananemine mõjutab ka neid kudesid. Vanemate silmade RGC-d näitavad rohkem oksüdatiivseid kahjustusi ja on stressile vähem vastupidavad (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Võrkkesta vananevad rakud (närvirakud või võrkkesta tugirakud) eritavad samuti SASP-faktoreid, mis võivad kahjustada lähedalasuvaid neuroneid. Näiteks kõrgenenud IOP-i eksperimentaalsetes mudelites näitab kahjustatud võrkkest suurenenud IL-1β, IL-6, IL-8 ja muid SASP-tsütokiine (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Need põletikulised tegurid toidavad kahjustuse nõiaringi: nad tugevdavad vananemist naaberrakkudes ja kutsuvad esile kroonilist põletikku ONH piirkonnas.
Tõepoolest, mitmed uuringud on leidnud vananemismarkereid RGC-des ja nägemisnärvi koes glaukoomimudelites. Märkimisväärne on see, et nende vanade RGC-de eemaldamine on olnud neuroprotektiivne. Hiirte silma hüpertensiooni mudelis oli vananevate RGC-de eemaldamisele suunatud lähenemine (senolüütiline lähenemine) tervetele RGC-dele kaitsev ja säilitas nägemise (www.nature.com). Samuti vähendas dasatiniib+kvertsetiin (senolüütiline ravimikombinatsioon) nägemisnärvi purustustrauma mudelis oluliselt RGC dendriitide kahanemist ja isegi soodustas aksonite taastumist (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Need leiud viitavad sellele, et vananevad RGC-d aitavad aktiivselt kaasa degeneratsioonile ja nende eemaldamine säästab ülejäänud neuroneid. Kokkuvõttes moodustavad glaukoomi TM ja ONH kroonilise, põletikueelset stressi tekitava niši – mida vähemalt osaliselt põhjustavad kogunevad vananevad rakud ja nende SASP.
Senolüütilised ravimeetodid silmamudelites
Teadlased on hakanud testima tuntud senolüütilisi aineid silmahaiguste mudelites, et näha, kas vananevate rakkude eemaldamine võib parandada silma tervist. Peamised senolüütikumid on dasatiniib (kinaasi inhibiitor) + kvertsetiin (flavonoid), fisetiin (taimeflavonool) ja navitoklaks (BCL-2 perekonna inhibiitor). Enamik uuringuid on seni prekliinilised (looma- või rakumudelid).
Dasatiniib + Kvertsetiin (D+Q): See kahe ravimiga „senolüütiline kokteil“ on kõige laialdasemalt uuritud. Ühes nägemisnärvi vigastusega hiirte uuringus näidati, et D+Q ravi säilitas RGC struktuuri ja funktsiooni: ravitud hiirte RGC-des oli vähem dendriitide kahanemist ja täheldati tendentsi aksonite taaskasvule, mis viitab närvide paranemisele (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Laserindutseeritud koroidi neovaskularisatsiooni (võrkkesta haigus) mudelis vähendas D+Q otsene intravitreaalne süstimine silma oluliselt vananemismarkereid ja haiguse raskusastet. Ravitud rottidel oli võrkkestas oluliselt vähem p16^INK4a-positiivseid rakke ja väiksemad neovaskulaarsed kahjustused – tegelikult oli efekt võrreldav standardse anti-VEGF-raviga (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). See rõhutab, et lokaalselt manustatud senolüütikumid võivad toimida silmas: intravitreaalne D+Q piiras võrkkesta patoloogiat vananevate rakkude eemaldamise kaudu.
Glaukoomispetsiifilistes katsetes on D+Q näidanud neuroprotektiivset toimet. Inimese võrkkesta uuring glaukoomipatsientidel (senolüütilistele ravimitele kokku puutunud isikute retrospektiivne analüüs) ei leidnud kahju – senolüütikume saanud patsientidel ei olnud halvem nägemine ega kõrgem IOP kui kontrollrühmal (www.nature.com) – mis loob aluse ohutusele. Samal ajal viitavad loommudelid glaukoomi puhul kasule. Lisaks ülaltoodud nägemisnärvi vigastuse uuringule oli D+Q või ainult kvertsetiiniga ravitud klassikalisel glaukoomile kalduval hiiretüvel (DBA/2J) parem mustrielektroretinogramm (PERG) ja visuaalselt esilekutsutud potentsiaalid, mis näitavad tervemat RGC funktsiooni (Li et al., 2019). Need ravitud silmad säilitasid ka rohkem RGC-sid ja neil oli vähem mikrogliaalpõletikku kui ravimata kontrollrühmal. Lühidalt öeldes säilitas vananevate rakkude eemaldamine D+Q-ga nägemise glaukoomimudelites (kuni neuronid olid veel elus) (www.nature.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) – tugev vihje neuroprotektiivsele toimele.
Fisetiin: Fisetiin on toiduflavonool, millel on senolüütilised omadused. Vananenud hiirtel tappis see tõhusalt vananevaid rakke mitmetes organites ja pikendas eluiga (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Samuti vähendas see kudedes põletikuga seotud markereid. Eksperimentaalses glaukoomimudelis on fisetiin näidanud paljutõotavust: fisetiini saanud DBA/2J hiirtel oli madalam IOP ja parem võrkkesta signalisatsioon kui ravimata hiirtel (Li et al., 2019). Kuigi üksikasjad on alles selgumas, viitavad need leiud sellele, et fisetiin võib kaitsta RGC-sid – tõenäoliselt vähendades silma põletikulist SASP-keskkonda.
Navitoklaks: Navitoklaks (ABT-263) on vähiravim, mis tapab vananevaid rakke, blokeerides BCL-2 ellujäämisvalke. See toimib paljudes labori rakutüüpides, sealhulgas vaskulaarsetes ja närvirakkudes, kuid sellel on tõsised kõrvaltoimed. Prekliinilistes mudelites eemaldas navitoklaks efektiivselt vananevad rakud südamest ja ajust (aeglustades ateroskleroosi või neurodegeneratsiooni), kuid selle kasutamist piirab vere toksilisus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Täpsemalt põhjustab navitoklaks rasket trombotsütopeeniat (madal trombotsüütide arv), neutropeeniat ja verejooksu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Need hematoloogilised riskid on seni takistanud vananemise kliinilisi uuringuid. Navitoklaksi kohta silmamudelites ei ole veel avaldatud aruandeid. Põhimõtteliselt võiks see eemaldada vananevaid TM- või võrkkesta rakke, kuid süsteemselt manustatuna on verejooksu oht murettekitav.
Kokkuvõttes viitavad loomaandmed, et senolüütikumid võivad silmale kasu tuua. Enamik seni kogutud tõendeid pärineb D+Q (ja sarnaste ainete) uuringutest võrkkesta ja nägemisnärvi vigastuste mudelites (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Need uuringud teatavad paranenud RGC ellujäämisest ja võrkkesta struktuurist/funktsioonist, kui vananevad rakud on eemaldatud. Senolüütikumide otsest IOP-le avalduvat mõju ei ole veel demonstreeritud; meil puudub uuring, mis näitaks, et TM vananemise eemaldamine tegelikult rõhku langetab. Kuid kuna TM-rakkude eemaldamine on näidanud IOP-i tõusu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), on mõistlik spekuleerida, et vanade TM-rakkude eemaldamine (või nende fibrootilise SASP-i vältimine) võib taastada osa väljavoolust ja leevendada IOP-i.
Senolüütikumid ja kogu keha vananemine
Senolüütikumid on pälvinud tähelepanu tervisliku eluea pikendamise tõttu. Hiirtel eemaldas D+Q või fisetiini vahelduv ravi hilises eas vananevad rakud mitmetest organitest, vähendas vanusega seotud haiguste markereid ja pikendas eluiga (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Näiteks Yousefzadeh et al. leidsid, et tervetele vanadele hiirtele fisetiini andmine „taastas kudede homöostaasi, vähendas vanusega seotud patoloogiat ning pikendas keskmist ja maksimaalset eluiga“ (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Sarnaselt näitasid Xu et al. (Kirklandi labor), et perioodiline D+Q ravi vanadel hiirtel parandas treeningu vastupidavust ja suurendas oluliselt ellujäämist võrreldes kontrollrühmaga (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Senolüütiline ravi parandas kudede uuringutes isegi glükoosi metabolismi, südamefunktsiooni ja muid vananemise näitajaid.
Need organismilised eelised viitavad sellele, et kui senolüütikumid kaitsevad keha üldiselt, võivad nad kaitsta ka silma. Teisisõnu, hiirte süsteemne „nooremaks“ hoidmine langeb sageli kokku tervemate silmadega. Näiteks hilisemas eas fisetiini või D+Q-ga ravitud hiirtel on vähem maksa fibroosi, parem kopsufunktsioon, vähem artriiti – ja tõenäoliselt ka parem silma mikrostruktuur, kuigi silmamõõtmised ei olnud nende tööde fookuses. Analoogia põhjal võib süsteemsete vananevate rakkude eemaldamine aeglustada vanusega seotud langust nii TM-is kui ka võrkkestas. Silma nimetatakse sageli „vananemise aknaks“, seega võivad keha vananemise paranemised kajastuda säilinud nägemises.
Manustamine, ohutus ja kliinilised kaalutlused
Üks peamisi küsimusi on, kuidas senolüütikume ohutult silma toimetada. Süsteemne manustamine (suukaudsed pillid või süstid) on kõige lihtsam viis, kuid see puutub kokku kogu kehaga. Julgustavalt leidis retrospektiivne uuring, et glaukoomipatsientidel, kes juhuslikult võtsid senolüütikume muudel põhjustel, ei halvenenud nägemine ega IOP (www.nature.com). Vananemise kliinilistes uuringutes taluti D+Q tablette üldiselt hästi: Hickson et al. (2019) märkisid, et dasatiniibi+kvertsetiini voorusid võtnud subjektidel ei esinenud tõsiseid kõrvaltoimeid (nagu organipuudulikkus või surm) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Fisetiin on veelgi ohutum – see on maasikates sisalduv taimeühend, mis inimeste uuringutes olulisi kõrvaltoimeid ei põhjustanud (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Seevastu navitoklaksi riskid (verejooks, luuüdi supressioon) on suur murekoht (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Süsteemse kasutamise korral oleks vajalik regulaarne vereanalüüs.
Lokaalne (silma) strateegia võiks vältida süsteemset toksilisust. Näiteks süstitakse anti-VEGF ravimeid rutiinselt klaaskehasse võrkkesta haiguste raviks. Sarnaselt võiks süstida silma senolüütilist ainet: seda tehti ülalpool kirjeldatud roti CNV mudelis. Intravitreaalne D+Q vähendas oluliselt vananemiskoormust ja haiguskahjustusi (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Teoreetiliselt võiks intrakammeraalne süstimine (silma esiosasse) sihtida spetsiifiliselt TM-rakke. Alternatiivina võivad spetsiaalselt formuleeritud silmatilgad või aeglaselt vabastavad nanoosakesed kanda senolüütikume TM-i. Lokaalne manustamine piiraks kokkupuudet teiste organitega ja võimaldaks potentsiaalselt suuremaid annuseid silmas. Kuid silmasüstidel on riskid (infektsioon, võrkkesta irdumine) ja korduvad süstid võivad olla ebapraktilised. Pinnale manustatavad tilgad tungivad sageli sügavamatesse kudedesse halvasti. Ühtegi avaldatud uuringut pole veel testinud senolüütikume silmatilkades ega intrakammeraalsetes süstides.
Kokkuvõttes on nii süsteemsel kui ka lokaalsel lähenemisel oma eelised ja puudused. Süsteemseid senolüütikume on lihtsam manustada (tablettide kujul) ja need võivad kasu tuua kogu kehale (ja silmale), kuid nendega kaasnevad üldiste kõrvaltoimete riskid. Lokaalne manustamine kontsentreeriks ravimi silma (võib-olla süsteemselt ohutum), kuid võib jätta vahele asjakohaseid rakke (näiteks verest pärinevaid vananevaid immuunrakke) ja nõuab invasiivseid protseduure. Ühel päeval võidakse kasutada kombineeritud strateegiat: näiteks suukaudsed senolüütikumid keha ja silmaläätse kapsli „värskendamiseks“, pluss lokaalne silmaravi tagumistele kudedele. Vajalik on rohkem uuringuid, et leida ohutud koostised ja annustamisskeemid, mis hävitavad vananevad rakud normaalseid kahjustamata.
Kokkuvõte
Glaukoom jääb olemasolevate ravimeetoditega, mis ainult silmarõhku langetavad, ravimatuks. Rakkude vananemise sihtimine on uus lähenemine, mis eesmärgiga haigust sügavamal tasandil muuta. Kogunevad tõendid näitavad, et vananevad rakud trabekulaarses võrgustikus ja nägemisnärvi peas toidavad glaukoomi kroonilist põletikku, fibroosi ja võrkkesta neuronite surma. Prekliinilised uuringud näitavad, et senolüütilised ravimid – eriti dasatiniib+kvertsetiin ja fisetiin – võivad kaitsta võrkkesta ganglionrakke ja säilitada nägemise loomamudelites (www.nature.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). On ka põhjust loota, et silma kasulikud mõjud paralleeluvad üldiste tervise paranemistega, mida on täheldatud nende ainete eluiga pikendades hiirtel (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Kuigi inimeste andmed on seni piiratud, viitavad varased aruanded senolüütikumide poolt silmadele tekitatud ilmse kahju puudumisele (www.nature.com). Edaspidi on vaja senolüütilise ravi hoolikat testimist glaukoomimudelites (ja lõpuks patsientidel). Peamised küsimused on ohutuse tagamine (vältides sihtvälist toksilisust) ja praktiliste manustamismeetodite leidmine. Edu korral võiks senolüütiline ravi lisada haigust modifitseeriva vahendi vananeva nägemisnärvi ja väljavoolusüsteemi kaitsmiseks – sisuliselt „vanade rakkude eemaldamine“, et taastada tervemad silmasignaalid ja paremini säilitada nägemist.