Введение
Глаукома — это возрастное заболевание глаз, при котором высокое давление внутри глаза (внутриглазное давление, или ВГД) повреждает нервные клетки сетчатки и приводит к потере зрения. Старение является самым большим фактором риска развития глаукомы, и новые исследования показывают, что это может быть связано с накоплением в стареющих глазах стареющих клеток – клеток, которые необратимо прекратили делиться и выделяют воспалительные сигналы. Клеточное старение — это нормальная реакция на повреждение или стресс, но когда эти старые клетки накапливаются, они высвобождают смесь молекул, называемую секреторным фенотипом, ассоциированным со старением (SASP). Факторы SASP включают воспалительные цитокины (например, интерлейкин-6), факторы роста (например, TGF-β) и ферменты, ремоделирующие ткани. В тканях глаза, таких как трабекулярная сеть (ТС) (дренажный канал, контролирующий ВГД) и головка зрительного нерва (ГЗН) (где аксоны ганглиозных клеток сетчатки выходят из глаза), стареющие клетки и их SASP, по-видимому, вызывают хроническое воспаление и рубцевание. Например, в одном недавнем обзоре отмечалось, что как клетки ТС, так и ганглиозные клетки сетчатки в стареющих глазах демонстрируют маркеры старения, и удаление этих старых клеток улучшало выживаемость ганглиозных клеток сетчатки в животных моделях (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (www.nature.com). В этой статье рассматриваются доказательства того, что старение способствует развитию глаукомы, и исследуется, как сенолитические терапии – препараты, которые специфически убивают стареющие клетки – могут помочь защитить глаз.
Старение в глаукомной нише
Старение трабекулярной сети
Трабекулярная сеть (ТС) — это губчатая ткань, которая отводит жидкость из глаза. При нормальном старении количество клеток ТС постепенно снижается, и в сети развивается плотный, жесткий внеклеточный материал. Гистологические исследования показывают, что в старых глазах гораздо меньше клеток ТС, чем в молодых, и эта потеря значительно больше у пациентов с глаукомой (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Когда клетки ТС умирают или стареют и заменяются рубцовоподобной матрицей, дренажный канал сужается, и ВГД повышается (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Фактически, Чжан и соавт. описывают, как «отсутствие клеток ТС, за которым следует их замещение внеклеточным матриксом, приводит к увеличению сопротивления оттоку жидкости» (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Это соответствует клиническим наблюдениям, согласно которым стареющий путь оттока становится фиброзным (например, накопление коллагена типа VI наблюдается в глаукомной ТС) и повышает ВГД (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Лабораторные исследования клеток ТС выявили классические признаки старения в стареющих или стрессированных клетках: увеличенный размер, остановка клеточного цикла и экспрессия маркеров, таких как p16^INK4a. Важно отметить, что стареющие клетки ТС высвобождают провоспалительные факторы SASP. Например, было показано, что стареющие клетки ТС сверхпродуцируют интерлейкин-6 (ИЛ-6), ИЛ-8 и хемокины (CCL2, CXCL3) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Эти цитокины могут рекрутировать иммунные клетки и стимулировать фиброзную сигнализацию (в частности, TGF-β также является частью глазного SASP). Такое хроническое воспаление, вероятно, приводит к уплотнению ТС. Короче говоря, в стареющей и больной ткани ТС накапливаются стареющие клетки, которые выделяют сигналы, вызывающие фиброз, способствуя обструкции оттока и повышению ВГД (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Старение головки зрительного нерва и сетчатки
Глаукома также повреждает головку зрительного нерва (ГЗН) и ганглиозные клетки сетчатки (ГКС), которые посылают сигналы от глаза к мозгу. Старение затрагивает и эти ткани. ГКС в старых глазах показывают больше окислительных повреждений и менее способны переживать стресс (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Стареющие клетки в сетчатке (нейроны или вспомогательные клетки сетчатки) аналогично секретируют факторы SASP, которые могут вредить соседним нейронам. Например, в экспериментальных моделях высокого ВГД поврежденная сетчатка демонстрирует повышенный уровень ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-8 и других цитокинов SASP (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Эти воспалительные факторы подпитывают порочный круг повреждений: они усиливают старение в соседних клетках и провоцируют хроническое воспаление в области ГЗН.
Действительно, многочисленные исследования выявили маркеры старения в ГКС и ткани зрительного нерва в моделях глаукомы. Примечательно, что удаление этих старых ГКС оказалось нейропротективным. В мышиной модели глазной гипертензии нацеливание на удаление стареющих ГКС («сенолитический» подход) сохранило здоровые ГКС и поддержало зрение (www.nature.com). Аналогично, в модели повреждения зрительного нерва путем раздавливания дазатиниб+кверцетин (комбинация сенолитических препаратов) значительно уменьшил атрофию дендритов ГКС и даже способствовал регенерации аксонов (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Эти данные свидетельствуют о том, что стареющие ГКС активно способствуют дегенерации и что их удаление сохраняет оставшиеся нейроны. В целом, ТС и ГЗН при глаукоме образуют нишу хронического провоспалительного стресса, который обусловлен, по крайней мере частично, накоплением стареющих клеток и их SASP.
Сенолитические терапии в моделях глаза
Исследователи начали тестировать известные сенолитические агенты в моделях глазных заболеваний, чтобы выяснить, может ли удаление стареющих клеток улучшить здоровье глаз. Ключевые сенолитики включают дазатиниб (ингибитор киназы) + кверцетин (флавоноид), физетин (растительный флавонол) и навитоклакс (ингибитор семейства BCL-2). Большинство исследований до сих пор являются доклиническими (модели на животных или клеточные модели).
Дазатиниб + Кверцетин (D+Q): Этот двухкомпонентный «сенолитический коктейль» является наиболее широко изученным. У мышей с повреждением зрительного нерва одно исследование показало, что лечение D+Q сохраняло структуру и функцию ГКС: у леченных мышей наблюдалось меньшее сокращение дендритов в ГКС и тенденция к регенерации аксонов, что свидетельствует о восстановлении нейронов (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). В модели лазер-индуцированной хориоидальной неоваскуляризации (заболевание сетчатки) прямая интравитреальная инъекция D+Q в глаз значительно снизила маркеры старения и тяжесть заболевания. У леченных крыс было значительно меньше p16^INK4a-положительных клеток в сетчатке и меньшие неоваскулярные поражения – на самом деле, эффект был сопоставим со стандартной анти-VEGF терапией (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Это подчеркивает, что локально вводимые сенолитики могут действовать внутри глаза: интравитреальный D+Q ограничивал патологию сетчатки, удаляя стареющие клетки.
В экспериментах, специфичных для глаукомы, D+Q продемонстрировал нейропротективные эффекты. Исследование сетчатки человека у пациентов с глаукомой (ретроспективный анализ тех, кто подвергался воздействию сенолитических препаратов) не выявило вреда – у пациентов, принимавших сенолитики, не было ухудшения зрения или повышения ВГД по сравнению с контрольной группой (www.nature.com) – что создает предпосылки для оценки безопасности. Между тем, животные модели глаукомы предполагают пользу. Помимо упомянутого выше исследования повреждения зрительного нерва, классический штамм мышей, предрасположенных к глаукоме (DBA/2J), обработанный D+Q или одним кверцетином, показал лучшие результаты паттерн-электроретинограммы (PERG) и зрительных вызванных потенциалов, что указывает на более здоровую функцию ГКС (Li et al., 2019). Эти обработанные глаза также сохранили больше ГКС и имели меньшее микроглиальное воспаление, чем необработанные контрольные образцы. Короче говоря, удаление стареющих клеток с помощью D+Q сохранило зрение в моделях глаукомы (пока нейроны были живы) (www.nature.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) – весомое доказательство нейропротективного эффекта.
Физетин: Физетин — это диетический флавонол с сенолитическими свойствами. У старых мышей он эффективно уничтожал стареющие клетки в нескольких органах и продлевал продолжительность жизни (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Он также снижал связанные с воспалением маркеры в тканях. В экспериментальной модели глаукомы физетин показал себя многообещающим: мыши DBA/2J, получавшие физетин, имели более низкое ВГД и лучшую сигнализацию сетчатки, чем необработанные мыши (Li et al., 2019). Хотя детали все еще уточняются, эти данные подразумевают, что физетин может защищать ГКС – вероятно, путем ослабления воспалительной среды SASP в глазу.
Навитоклакс: Навитоклакс (ABT-263) — это противораковый препарат, который убивает стареющие клетки, блокируя белки выживания BCL-2. Он действует на многие типы лабораторных клеток, включая сосудистые и нервные, но имеет серьезные побочные эффекты. В доклинических моделях навитоклакс эффективно удалял стареющие клетки из сердца и мозга (замедляя атеросклероз или нейродегенерацию), но его применение ограничено токсичностью для крови (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). В частности, навитоклакс вызывает тяжелую тромбоцитопению (низкий уровень тромбоцитов), нейтропению и кровотечения (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Эти гематологические риски до сих пор препятствовали проведению клинических испытаний для лечения старения. Пока нет опубликованных сообщений о применении навитоклакса в моделях глазных заболеваний. В принципе, он мог бы удалять стареющие клетки ТС или сетчатки, но риск кровотечений вызывает беспокойство при системном введении.
В итоге, данные на животных показывают, что сенолитики могут приносить пользу глазу. Большинство доказательств на данный момент получены из исследований D+Q (и аналогичных агентов) в моделях повреждения сетчатки и зрительного нерва (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Эти исследования сообщают об улучшенной выживаемости ГКС и структуре/функции сетчатки при устранении стареющих клеток. Прямые эффекты сенолитиков на ВГД еще не продемонстрированы; у нас нет исследования, показывающего, что удаление стареющих клеток ТС фактически снижает давление. Однако, поскольку было показано, что удаление клеток ТС повышает ВГД (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), разумно предположить, что удаление старых клеток ТС (или предотвращение их фиброзного SASP) может восстановить некоторый отток и снизить ВГД.
Сенолитики и старение всего организма
Сенолитики привлекли внимание благодаря своей способности продлевать здоровую продолжительность жизни. У мышей прерывистое лечение D+Q или физетином в позднем возрасте удаляло стареющие клетки из нескольких органов, снижало маркеры возрастных заболеваний и продлевало продолжительность жизни. Например, Юсефзаде и соавт. обнаружили, что введение физетина здоровым старым мышам «восстанавливало тканевой гомеостаз, уменьшало возрастную патологию и увеличивало медианную и максимальную продолжительность жизни» (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Аналогично, Сюй и соавт. (лаборатория Киркланда) показали, что периодическое лечение D+Q у старых мышей улучшало выносливость к физическим нагрузкам и значительно увеличивало выживаемость по сравнению с контрольной группой (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Сенолитическая терапия даже улучшила метаболизм глюкозы, сердечную функцию и другие конечные точки старения в исследованиях тканей.
Эти системные преимущества предполагают, что если сенолитики защищают организм в целом, они также могут защищать глаз. Другими словами, системное «омоложение» мышей часто совпадает с более здоровыми глазами. Например, у мышей, получавших физетин или D+Q в более позднем возрасте, наблюдается меньший фиброз печени, лучшая функция легких, меньше артрита – и, вероятно, лучшая микроструктура глаза, хотя измерения глаза не были основным направлением этих работ. По аналогии, удаление системных стареющих клеток может замедлить возрастное снижение в ТС и сетчатке. Глаз часто называют «окном в старение», поэтому улучшения в старении организма могут отражаться в сохранении зрения.
Доставка, безопасность и клинические соображения
Один из главных вопросов — как безопасно доставлять сенолитики в глаз. Системная доставка (оральные таблетки или инъекции) — самый простой путь, но она подвергает весь организм воздействию препарата. Отрадно, что ретроспективное исследование показало: у пациентов с глаукомой, случайно принимавших сенолитики по другим причинам, не наблюдалось ухудшения зрения или ВГД (www.nature.com). В клинических испытаниях старения таблетки D+Q обычно хорошо переносились: Хиксон и соавт. (2019) не отметили серьезных побочных эффектов (таких как отказ органов или смерть) у испытуемых, принимавших курсы дазатиниба+кверцетина (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Физетин еще безопаснее – это растительное соединение, присутствующее в клубнике, которое не вызывало значительных побочных эффектов в исследованиях на людях (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Напротив, риски навитоклакса (кровотечения, угнетение костного мозга) вызывают серьезную озабоченность (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). При системном применении необходим регулярный контроль крови.
Локальная (глазная) стратегия могла бы избежать системной токсичности. Например, анти-VEGF препараты регулярно вводят в стекловидное тело для лечения заболеваний сетчатки. Аналогично, можно ввести сенолитический агент в глаз: это было сделано в описанной выше модели ХНВ у крыс. Интравитреальный D+Q заметно снизил количество стареющих клеток и поражений заболевания (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Теоретически, интракамеральная инъекция (в переднюю часть глаза) могла бы специфически воздействовать на клетки ТС. В качестве альтернативы, специально разработанные глазные капли или наночастицы с медленным высвобождением могут доставлять сенолитики в ТС. Локальная доставка ограничит воздействие на другие органы и потенциально позволит использовать более высокие дозы в глазу. Однако инъекции в глаз сопряжены с рисками (инфекция, отслойка сетчатки), а повторные инъекции могут быть непрактичными. Местные капли часто плохо проникают в глубокие ткани. На данный момент нет опубликованных исследований, тестирующих сенолитики в глазных каплях или интракамеральных инъекциях.
В итоге, как системные, так и локальные подходы имеют свои плюсы и минусы. Системные сенолитики легче вводить (таблетка за таблеткой) и они могут принести пользу всему организму (и глазу), но сопряжены с риском общих побочных эффектов. Локальная доставка сконцентрирует препарат в глазу (возможно, безопаснее системно), но может пропустить нужные клетки (например, стареющие иммунные клетки, полученные из крови) и требует инвазивных процедур. Однажды может быть использована комбинированная стратегия: например, оральные сенолитики для «освежения» организма и капсулы хрусталика глаза, плюс местное лечение глаз для задних тканей. Необходимо больше исследований для поиска безопасных формулировок и графиков дозирования, которые уничтожают стареющие клетки, не нанося вреда нормальным.
Заключение
Глаукома остается неизлечимой существующими методами лечения, которые лишь снижают глазное давление. Нацеливание на клеточное старение — это новый подход, направленный на изменение заболевания на более глубоком уровне. Накапливаются доказательства того, что стареющие клетки в трабекулярной сети и головке зрительного нерва подпитывают хроническое воспаление, фиброз и гибель нейронов сетчатки при глаукоме. Доклинические исследования показывают, что сенолитические препараты – особенно дазатиниб+кверцетин и физетин – могут защищать ганглиозные клетки сетчатки и сохранять зрение в животных моделях (www.nature.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Есть также основания надеяться, что польза для глаз будет соответствовать общим улучшениям здоровья, наблюдаемым, когда эти агенты продлевают продолжительность жизни у мышей (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Хотя данные на людях пока ограничены, ранние сообщения не указывают на явный вред для глаз от сенолитиков (www.nature.com). В дальнейшем необходимо тщательное тестирование сенолитической терапии в моделях глаукомы (и, в конечном итоге, на пациентах). Ключевыми вопросами будут обеспечение безопасности (избегание внецелевой токсичности) и поиск практических методов доставки. В случае успеха сенолитическое лечение могло бы стать инструментом, изменяющим течение болезни, для защиты стареющего зрительного нерва и системы оттока – по сути, «удаляя старые клетки» для восстановления более здоровых сигналов глаза и лучшего сохранения зрения.