Įvadas
Glaukoma yra su amžiumi susijusi akių liga, kurios metu aukštas akispūdis (intraokulinis slėgis, arba IOP) pažeidžia tinklainės nervines ląsteles ir sukelia regos praradimą. Senėjimas yra didžiausias glaukomos rizikos veiksnys, ir nauji tyrimai rodo, kad tai gali būti dėl to, jog senstančiose akyse kaupiasi senesentinės ląstelės – ląstelės, kurios visam laikui nustojo dalytis ir išskiria uždegiminius signalus. Ląstelių senescencija yra normalus atsakas į pažeidimą ar stresą, tačiau, kai šios senos ląstelės kaupiasi, jos išskiria molekulių mišinį, vadinamą su senescencija susijusiu sekrecijos fenotipu (SASP). SASP veiksniai apima uždegiminius citokinus (pvz., interleukiną-6), augimo faktorius (pvz., TGF-β) ir fermentus, kurie permodeliuoja audinį. Akių audiniuose, tokiuose kaip trabekulinis tinklas (TM) (drenažo kanalas, kontroliuojantis IOP) ir regos nervo diskas (RND) (iš kur tinklainės ganglijinių ląstelių aksonai išeina iš akies), senesentinės ląstelės ir jų SASP, atrodo, skatina chroninį uždegimą ir randėjimą. Pavyzdžiui, vienoje naujausioje apžvalgoje buvo pažymėta, kad tiek TM ląstelės, tiek tinklainės ganglijinės ląstelės senstančiose akyse rodo senescencijos žymenis, o šių senų ląstelių pašalinimas pagerino tinklainės ganglijinių ląstelių išgyvenamumą gyvūnų modeliuose (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (www.nature.com). Šiame straipsnyje apžvelgiami įrodymai, kad senescencija prisideda prie glaukomos, ir nagrinėjama, kaip senolitinės terapijos – vaistai, kurie specifiškai naikina senesentiones ląsteles – gali padėti apsaugoti akį.
Senescencija glaukomos nišoje
Trabekulinio tinklo senescencija
Trabekulinis tinklas (TM) yra į kempinę panašus audinys, kuris drenuoja skystį iš akies. Normaliai senstant, TM ląstelių skaičius palaipsniui mažėja, o tinklelis užpildomas storu, standžiu ekstraląsteliniu audiniu. Histologiniai tyrimai rodo, kad senesnėse akyse yra daug mažiau TM ląstelių nei jaunose akyse, o šis praradimas yra daug didesnis glaukomos pacientams (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Kai TM ląstelės miršta arba sensta ir yra pakeičiamos į randą panašia matrica, drenažo kanalas susiaurėja ir IOP padidėja (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tiesą sakant, Zhang ir kt. aprašo, kaip „TM ląstelių nebuvimas, po kurio jos pakeičiamos ekstraląsteline matrica, sukelia padidėjusį atsparumą skysčio nutekėjimui“ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tai atitinka klinikinius stebėjimus, kad senstantis nutekėjimo kelias tampa fibrotinis (pavyzdžiui, glaukomos TM audinyje kaupiasi VI tipo kolagenas) ir didina IOP (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Laboratoriniai TM ląstelių tyrimai nustatė klasikinius senescencijos požymius senstančiose arba paveiktose ląstelėse: padidėjusi forma, ląstelių ciklo sustojimas ir žymenų, tokių kaip p16^INK4a, ekspresija. Svarbu tai, kad senesentinės TM ląstelės išskiria pro-uždegiminius SASP veiksnius. Pavyzdžiui, buvo parodyta, kad senesentinės TM ląstelės pertekliuje gamina interleukiną-6 (IL-6), IL-8 ir chemokinus (CCL2, CXCL3) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šie citokinai gali pritraukti imunines ląsteles ir skatinti fibrozės signalizaciją (pažymėtina, kad TGF-β taip pat yra akių SASP dalis). Toks chroninis uždegimas greičiausiai sukietina TM. Trumpai tariant, senas ir pažeistas TM audinys kaupia senesentiones ląsteles, kurios išskiria fibrozę sukeliančius signalus, prisidėdamos prie nutekėjimo obstrukcijos ir padidėjusio IOP (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Regos nervo disko ir tinklainės senescencija
Glaukoma taip pat pažeidžia regos nervo diską (RND) ir tinklainės ganglijines ląsteles (RGL), kurios siunčia signalus iš akies į smegenis. Senėjimas taip pat veikia šiuos audinius. RGL senesnėse akyse rodo daugiau oksidacinės pažaidos ir yra mažiau atsparios stresui (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Senesentinės ląstelės tinklainėje (neuronai arba tinklainės palaikomosios ląstelės) taip pat išskiria SASP veiksnius, kurie gali pakenkti netoliese esantiems neuronams. Pavyzdžiui, eksperimentiniuose padidėjusio IOP modeliuose pažeista tinklainė rodo padidėjusį IL-1β, IL-6, IL-8 ir kitų SASP citokinų kiekį (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šie uždegiminiai veiksniai sukelia užburtą žalos ratą: jie sustiprina senescenciją kaimyninėse ląstelėse ir sukelia chroninį uždegimą RND srityje.
Iš tiesų, daugelis tyrimų aptiko senescencijos žymenis RGL ir regos nervo audiniuose glaukomos modeliuose. Pažymėtina, kad šių senų RGL pašalinimas pasirodė esąs neuroprotekcinis. Pelių akių hipertenzijos modelyje, nukreipimas į senesentionių RGL pašalinimą („senolitinis“ metodas) išsaugojo sveikas RGL ir palaikė regėjimą (www.nature.com). Panašiai, regos nervo sutraiškymo pažeidimo modelyje dasatinibo+kvercetino (senolitinių vaistų derinys) reikšmingai sumažino RGL dendrito susitraukimą ir netgi paskatino aksono regeneraciją (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šie atradimai rodo, kad senesentinės RGL aktyviai prisideda prie degeneracijos ir kad jų pašalinimas apsaugo likusius neuronus. Apibendrinant, TM ir RND sergant glaukoma sudaro lėtinio, pro-uždegiminio streso nišą – kurią bent iš dalies lemia besikaupiančios senesentinės ląstelės ir jų SASP.
Senolitinės terapijos akių modeliuose
Mokslininkai pradėjo bandyti žinomus senolitinius agentus akių ligų modeliuose, siekdami išsiaiškinti, ar senesentionių ląstelių pašalinimas gali pagerinti akių sveikatą. Pagrindiniai senolitikai apima dasatinibą (kinazės inhibitorius) + kvercetiną (flavonoidas), fisetiną (augalinį flavonolą) ir navitoklaksą (BCL-2 šeimos inhibitorius). Dauguma tyrimų iki šiol yra ikiklinikiniai (gyvūnų arba ląstelių modeliai).
Dasatinibas + Kvercetinas (D+K): Šis dviejų vaistų „senolitinis kokteilis“ yra labiausiai ištirtas. Pelių su regos nervo pažeidimu atliktas tyrimas parodė, kad gydymas D+K išsaugojo RGL struktūrą ir funkciją: gydytoms pelėms RGL dendritų susitraukimas buvo mažesnis ir pastebėta aksonų ataugimo tendencija, kas rodo nervų atstatymą (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Lazeriu sukeltos choroidinės neovaskuliarizacijos (tinklainės liga) modelyje tiesioginė intravitrealinė D+K injekcija į akį drastiškai sumažino senescencijos žymenis ir ligos sunkumą. Gydytos žiurkės turėjo daug mažiau p16^INK4a-teigiamų ląstelių tinklainėje ir mažesnius neovaskuliarinius pažeidimus – iš tiesų, poveikis buvo panašus į standartinės anti-VEGF terapijos poveikį (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tai pabrėžia, kad lokaliai pristatomi senolitikai gali veikti akies viduje: intravitrealinis D+K apribojo tinklainės patologiją, pašalindamas senesentiones ląsteles.
Glaukomos specifiniuose eksperimentuose D+K parodė neuroprotekcinius efektus. Žmogaus tinklainės tyrimas su glaukomos pacientais (retrospektyvinė tų, kurie buvo paveikti senolitinių vaistų, analizė) neparodė jokios žalos – pacientai, vartojantys senolitikus, neturėjo prastesnio regėjimo ar aukštesnio IOP nei kontrolinė grupė (www.nature.com) – tai sudaro pagrindą saugumui. Tuo tarpu gyvūnų glaukomos modeliai rodo naudą. Be aukščiau minėto regos nervo pažeidimo tyrimo, klasikinis į glaukomą linkęs pelių štammas (DBA/2J), gydytas D+K arba tik kvercetinu, turėjo geresnę modelio elektroretinogramą (PERG) ir regos sukeltus potencialus, rodančius sveikesnę RGL funkciją (Li ir kt., 2019). Šios gydytos akys taip pat išlaikė daugiau RGL ir turėjo mažiau mikroglialinio uždegimo nei negydytos kontrolinės grupės akys. Trumpai tariant, senesentionių ląstelių pašalinimas D+K pagalba išsaugojo regėjimą glaukomos modeliuose (kol neuronai dar buvo gyvi) (www.nature.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) – tai stiprus neuroprotekcinio poveikio ženklas.
Fisetinas: Fisetinas yra maistinis flavonolis, turintis senolitinių savybių. Senoms pelėms jis efektyviai naikino senesentiones ląsteles daugelyje organų ir pailgino gyvenimo trukmę (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Jis taip pat sumažino su uždegimu susijusius žymenis audiniuose. Eksperimentiniame glaukomos modelyje fisetinas parodė perspektyvą: DBA/2J pelės, kurioms buvo duodama fisetino, turėjo mažesnį IOP ir geresnį tinklainės signalizavimą nei negydytos pelės (Li ir kt., 2019). Nors išsami informacija dar tikslinama, šie atradimai rodo, kad fisetinas gali apsaugoti RGL – tikėtina, slopindamas uždegiminę SASP terpę akyje.
Navitoklaksas: Navitoklaksas (ABT-263) yra vėžio vaistas, kuris naikina senesentiones ląsteles, blokuodamas BCL-2 išgyvenimo baltymus. Jis veikia daugelyje laboratorinių ląstelių tipų, įskaitant kraujagyslių ir nervų ląsteles, tačiau turi rimtų šalutinių poveikių. Ikiklinikiniuose modeliuose navitoklaksas efektyviai pašalino senesentiones ląsteles iš širdies ir smegenų (sulėtindamas aterosklerozę ar neurodegeneraciją), tačiau jo naudojimą riboja kraujo toksiškumas (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Konkrečiai, navitoklaksas sukelia sunkią trombocitopeniją (mažas trombocitų kiekis), neutropeniją ir kraujavimą (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šios hematologinės rizikos iki šiol neleido atlikti klinikinių tyrimų dėl senėjimo. Kol kas nėra paskelbtų ataskaitų apie navitoklaksą akių modeliuose. Iš esmės jis galėtų pašalinti senesentiones TM ar tinklainės ląsteles, tačiau kraujavimo rizika kelia nerimą, jei vaistas skiriamas sistemiškai.
Apibendrinant, gyvūnų duomenys rodo, kad senolitikai gali būti naudingi akiai. Dauguma iki šiol gautų įrodymų yra iš D+K (ir panašių agentų) tyrimų tinklainės ir regos nervo pažeidimo modeliuose (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šie tyrimai praneša apie pagerėjusį RGL išgyvenamumą ir tinklainės struktūrą/funkciją pašalinus senesentiones ląsteles. Tiesioginis senolitikų poveikis IOP dar nebuvo parodytas; neturime tyrimo, rodančio, kad TM senescencijos pašalinimas iš tiesų sumažina slėgį. Tačiau, kadangi buvo parodyta, kad TM ląstelių pašalinimas padidina IOP (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), pagrįsta manyti, kad senų TM ląstelių pašalinimas (arba jų fibrotinio SASP prevencija) gali atkurti dalinį nutekėjimą ir sumažinti IOP.
Senolitikai ir viso kūno senėjimas
Senolitikai sulaukė dėmesio dėl sveikos gyvenimo trukmės prailginimo. Pelėms, periodiškas gydymas D+K arba fisetinu vėlyvame amžiuje pašalino senesentiones ląsteles iš daugelio organų, sumažino su amžiumi susijusių ligų žymenis ir pailgino gyvenimo trukmę (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Pavyzdžiui, Yousefzadeh ir kt. nustatė, kad duodant sveikoms senoms pelėms fisetino, buvo „atkurta audinių homeostazė, sumažinta su amžiumi susijusi patologija ir pailginta vidutinė bei maksimali gyvenimo trukmė“ (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Panašiai, Xu ir kt. (Kirkland laboratorija) parodė, kad periodiškas gydymas D+K senoms pelėms pagerino fizinio krūvio ištvermę ir reikšmingai padidino išgyvenamumą, palyginti su kontrolinėmis grupėmis (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Senolitinis gydymas net pagerino gliukozės apykaitą, širdies funkciją ir kitus senėjimo rodiklius audinių tyrimuose.
Šie organizmo privalumai rodo, kad jei senolitikai apskritai saugo kūną, jie gali apsaugoti ir akis. Kitaip tariant, sisteminis pelių „jauninimas“ dažnai sutampa su sveikesnėmis akimis. Pavyzdžiui, pelės, gydytos fisetinu arba D+K vėlesniame amžiuje, turėjo mažiau kepenų fibrozės, geresnę plaučių funkciją, mažiau artrito – ir tikėtina, geresnę akių mikrostruktūrą, nors akių matavimai nebuvo šių darbų pagrindinis dėmesys. Analogiškai, sisteminių senesentionių ląstelių pašalinimas gali sulėtinti su amžiumi susijusį TM ir tinklainės nykimą. Akis dažnai vadinama „senėjimo langu“, todėl kūno senėjimo pagerėjimas gali atsispindėti išsaugotame regėjime.
Pristatymas, saugumas ir klinikiniai aspektai
Vienas pagrindinių klausimų yra, kaip saugiai pristatyti senolitikus į akį. Sisteminis pristatymas (geriamoji tabletė ar injekcijos) yra paprasčiausias būdas, tačiau jis paveikia visą kūną vaistu. Džiugu, kad retrospektyvinis tyrimas parodė, jog glaukomos pacientams, kurie dėl kitų priežasčių vartojo senolitikus, nepablogėjo regėjimas ar IOP (www.nature.com). Klinikiniuose senėjimo tyrimuose D+K tabletės buvo paprastai gerai toleruojamos: Hickson ir kt. (2019) nepastebėjo jokių sunkių šalutinių poveikių (pvz., organų nepakankamumo ar mirties) asmenims, vartojantiems dasatinibo+kvercetino kursus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Fisetinas yra dar saugesnis – tai augalinis junginys, esantis braškėse, kuris žmogaus tyrimuose nesukėlė jokių reikšmingų šalutinių poveikių (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Priešingai, navitoklakso rizika (kraujavimas, kaulų čiulpų slopinimas) kelia didelį susirūpinimą (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Jei vartojama sistemiškai, būtina reguliariai stebėti kraujo būklę.
Vietinė (okuliarinė) strategija galėtų išvengti sisteminio toksiškumo. Pavyzdžiui, anti-VEGF vaistai reguliariai injekuojami į stiklakūnį tinklainės ligoms gydyti. Panašiai, galima būtų injekuoti senolitinį agentą į akį: tai buvo atlikta aukščiau aprašytame žiurkių CNV modelyje. Intravitrealinis D+K žymiai sumažino senesencijos naštą ir ligos pažeidimus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Teoriškai, intrakamerinė injekcija (į priekinę akies dalį) galėtų specifiškai nukreipti į TM ląsteles. Arba specialiai suformuluoti akių lašai ar lėto atpalaidavimo nanodalelės galėtų pernešti senolitikus į TM. Vietinis pristatymas apribotų poveikį kitiems organams ir potencialiai leistų naudoti didesnes dozes akyje. Tačiau akių injekcijos kelia riziką (infekcija, tinklainės atsiskyrimas), o pakartotinės injekcijos gali būti nepraktiškos. Vietiniai lašai dažnai blogai prasiskverbia į gilesnius audinius. Kol kas nėra paskelbtų tyrimų, kurie būtų išbandę senolitikus akių lašuose ar intrakamerinėse injekcijose.
Apibendrinant, tiek sisteminiai, tiek vietiniai metodai turi privalumų ir trūkumų. Sisteminius senolitikus lengviau vartoti (tabletėmis) ir jie gali būti naudingi visam kūnui (ir akiai), tačiau kyla bendrų šalutinių poveikių rizika. Vietinis pristatymas koncentruotų vaistą akyje (galbūt saugesnis sistemiškai), tačiau gali nepaveikti svarbių ląstelių (pvz., iš kraujo kilusių senesentionių imuninių ląstelių) ir reikalauja invazinių procedūrų. Vieną dieną gali būti taikoma kombinuota strategija: pavyzdžiui, geriamieji senolitikai „atnaujinti“ kūną ir akies lęšio kapsulę, plius vietinis akių gydymas užpakaliniams audiniams. Reikia daugiau tyrimų, siekiant rasti saugias formules ir dozavimo grafikus, kurie pašalintų senesentiones ląsteles, nepažeidžiant normalių ląstelių.
Išvada
Glaukoma išlieka nepagydoma esamais gydymo metodais, kurie tik mažina akispūdį. Nukreipimas į ląstelių senescenciją yra naujas požiūris, kuriuo siekiama pakeisti ligą gilesniu lygmeniu. Kaupiasi įrodymai, kad senesentinės ląstelės trabekuliniame tinkle ir regos nervo diske skatina chroninį uždegimą, fibrozę ir tinklainės neuronų mirtį sergant glaukoma. Ikiklinikiniai tyrimai rodo, kad senolitiniai vaistai – ypač dasatinibas+kvercetinas ir fisetinas – gali apsaugoti tinklainės ganglijines ląsteles ir išsaugoti regėjimą gyvūnų modeliuose (www.nature.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Taip pat yra pagrindo tikėtis, kad nauda akims atspindės bendrus sveikatos pagerėjimus, pastebimus, kai šie agentai prailgina pelių gyvenimo trukmę (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Nors duomenys apie žmones kol kas riboti, ankstyvos ataskaitos rodo, kad senolitikai akims akivaizdžios žalos nedaro (www.nature.com). Ateityje reikalingas kruopštus senolitinės terapijos tyrimas glaukomos modeliuose (ir galiausiai pacientams). Pagrindiniai klausimai bus saugumo užtikrinimas (išvengiant nepageidaujamo toksiškumo) ir praktinių pristatymo metodų paieška. Jei bus sėkmingas, senolitinis gydymas galėtų tapti ligą modifikuojančia priemone, skirta apsaugoti senėjantį regos nervą ir nutekėjimo sistemą – iš esmės „pašalinant senas ląsteles“, kad būtų atkurti sveikesni akių signalai ir geriau išsaugotas regėjimas.
ŽYMĖS: „senolitinis“, „glaukoma“, „trabekulinis tinklas“, „tinklainės ganglijinė ląstelė“, „senescencija“, „akispūdis“, „dasatinibas“, „kvercetinas“, „fisetinas“, „navitoklaksas“.