Старіння, старіння клітин і глаукома

Глаукома є провідною причиною сліпоти, і її ризик зростає з віком. У старіючих очах клітини можуть входити в сенісцентний стан – вони припиняють ділитися, але залишаються живими – і вивільняють шкідливі сигнали, які називаються секреторним фенотипом, асоційованим зі старінням (SASP). Сенісцентні клітини в оці можуть погіршувати перебіг хвороби. Наприклад, старі трабекулярні клітини (фільтр у передній частині ока) стають жорсткими та забитими, підвищуючи внутрішньоочний тиск (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). У сітківці та зоровому нерві сенісцентні клітини вивільняють цитокіни (такі як IL-6, IL-8, IL-1β) та ферменти (MMP), що спричиняють запалення, ремоделювання тканин та загибель нервових клітин (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ці фактори SASP були виявлені в глаукомних очах людини та на тваринних моделях очного тиску, де вони спричиняють пошкодження гангліозних клітин сітківки (ГКС) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Вплив на ці клітини є новою ідеєю: їх видалення або пригнічення може допомогти захистити зоровий нерв.

Сенісценція в оці

Сенісцентні клітини накопичуються в ключових тканинах ока. У трабекулярній мережі (ТМ) сенісценція робить мережу жорсткою та збільшує опір відтоку рідини (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Це підвищує внутрішньоочний тиск, головний фактор ризику глаукоми. У людей з глаукомою виміряно більше сенісцентних клітин ТМ (позначених ферментами, такими як SA-β-gal, або білками p16^INK4a та p21^CIP1) порівняно з нормальними очима (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Високий рівень p16 та p21 у клітинах ТМ корелює з глаукомою, і менше клітин ТМ виживає до похилого віку (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

У голівці зорового нерва та сітківці старіння та стрес спричиняють старіння ГКС та допоміжних клітин (астроцитів, мікроглії). Ці клітини потім виділяють фактори SASP – прозапальні цитокіни (IL-6, IL-1β, IL-8), хемокіни (CCL2, CXCL5) та матричні металопротеїнази – які отруюють сусідні нейрони та поширюють старіння на сусідні клітини (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). У мишачих моделях високого очного тиску та в тканинах глаукоми людини виявлено підвищений рівень IL-6, IL-1β, IL-8 та інших маркерів SASP, пов'язаних з хронічним запаленням та загибеллю ГКС (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Отже, старіння клітин та SASP сприяють дисфункції ТМ та пошкодженню зорового нерва при глаукомі.

Кверцетин та фізетин як сенолітики

Сенолітичні препарати – це речовини, які знищують старі клітини, тоді як сеноморфіки пригнічують їх шкідливі виділення. Кверцетин і фізетин – це природні флавоноїди із сенолітичною або сеноморфною активністю. Кверцетин міститься у багатьох фруктах та овочах і відомий як антиоксидант. Дослідження показують, що кверцетин може вибірково усувати старі клітини та зменшувати SASP (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Він також має протизапальні та антиоксидантні властивості в оці. У моделях стресу сітківки кверцетин збільшує захисні ферменти (такі як Nrf2 та HO-1) та зменшує загибель клітин (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Як сенолітик, кверцетин пригнічує NF-κB (ключовий регулятор SASP) та знижує секрецію IL-6 та інших цитокінів зі старіючих клітин (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Фізетин, "брат" кверцетину, стає потужним сенолітиком. В одному звіті фізетин перевершив кверцетин у знищенні старіючих клітин in vitro та у мишей (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Лікування фізетином у старих мишей зменшило рівень p16^INK4a та інших маркерів старіння в тканинах, покращило тривалість здорового життя та подовжило загальну тривалість життя (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Фізетин вже використовується як дієтична добавка та вважається безпечним. Його сильний сенолітичний ефект свідчить про те, що він може також очищати старіючі клітини ока. І кверцетин, і фізетин мають сприятливі профілі безпеки для людини, тому вони є привабливими для випробувань (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Доклінічні докази при глаукомі

У моделях глаукоми видалення старіючих клітин показало очевидну користь. У мишачій моделі гострої очної гіпертензії багато ГКС стали старіючими та активували гени SASP після підвищення очного тиску (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). У цьому дослідженні вчені використали генетичний трюк і сенолітичний препарат дазатиніб для абляції (знищення) p16^INK4a-позитивних старіючих ГКС. Дивно, але раннє очищення цих клітин врятувало решту ГКС: у мишей, які отримували лікування, зорові реакції та кількість ГКС збереглися значно краще, ніж у контрольних (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Іншими словами, сеноліз захистив зоровий нерв від постійного пошкодження.

Хоча дазатиніб був використаним препаратом, він підтверджує ідею: якщо старіючі ГКС та глія є винуватцями, то вплив на них має допомогти. Кверцетин або фізетин можуть діяти аналогічно. Існують деякі докази того, що дієтичний фізетин покращує функцію очей у генетичної миші з глаукомою (штам DBA/2J) за рахунок зменшення запалення сітківки та збереження нейронів (хоча це відкриття потребує додаткового підтвердження).

Інше дослідження навіть вивчало пацієнтів-людей, які випадково піддавалися впливу сенолітиків. У ретроспективному огляді пацієнтів з глаукомою, які випадково приймали сенолітичні засоби (з інших причин), не було виявлено жодної шкоди: пацієнти, які приймали сенолітики, не мали гіршого зору, вищого тиску або швидшої втрати поля зору, ніж контрольні групи (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Насправді це свідчить про те, що сенолітики не пошкоджують око, і підтримує подальше вивчення їх захисних ефектів.

Переваги та ризики сенолізу в оці

Потенційні переваги: Видалення старіючих клітин у ТМ та зоровому нерві може зменшити запалення та дисфункцію тканин. У ТМ це може відновити здоровіші шляхи відтоку та знизити очний тиск. У сітківці/голівці нерва це може розірвати цикл пошкодження, спричиненого SASP, зберігаючи ГКС, які інакше загинули б. Сеноліз може доповнити існуючі методи лікування глаукоми (зниження тиску), впливаючи на віковий компонент захворювання.

Потенційні ризики: Зоровий нерв – це делікатна нервова тканина. Теоретично, знищення клітин – навіть якщо це «зомбі» старіючі клітини – може мати небажані наслідки. Наприклад, деякі опорні клітини можуть частково стати старіючими, щоб обмежити пошкодження, і їх раптове видалення може спровокувати запалення. Крім того, системні сенолітичні препарати іноді впливають на інші тканини. Відомий сенолітик навітоклакс може викликати зниження тромбоцитів, тому вибір препарату та дози має бути ретельним. Кверцетин і фізетин, як правило, добре переносяться, але високі дози або довгострокові ефекти в оці не перевірялися. Будь-яке випробування повинно стежити за запаленням сітківки або зорового нерва, кровотечею або втратою функції. Наразі обмежені дані (наприклад, звіт про людей вище) не показують очевидної очної токсичності (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), що обнадіює.

Дизайн випробування, біомаркери та моніторинг

Для перевірки сенолітиків при глаукомі або старінні ока потрібне ретельно розроблене випробування. Можливий дизайн: рандомізоване, плацебо-контрольоване дослідження у пацієнтів з ранньою глаукомою або очною гіпертензією. Сенолітик (наприклад, переривчасто високі дози фізетину або кверцетину) буде вводитися перорально або у вигляді таблеток для очних крапель (якщо стануть доступними місцеві форми).

Кінцеві точки: Ключові результати включатимуть стандартні показники глаукоми – внутрішньоочний тиск (ВОТ), товщину шару нервових волокон сітківки (ШНВС) при ОКТ-обстеженні, тести поля зору та патернову електроретинограму (ПЕРГ) або викликані зорові потенціали (ВЗП) для оцінки функції нерва. Покращення або повільніше зниження цих показників будуть основними сигналами нейропротекції.

Біомаркери: З лабораторного боку, відстеження біомаркерів старіння допоможе показати взаємодію з ціллю. Провідним маркером є p16^INK4a. Цей інгібітор клітинного циклу підвищується в старіючих клітинах. У випробуванні можна вимірювати рівні РНК або білка p16^INK4a у сурогатних зразках. Наприклад, Т-клітини крові або клітини шкіри часто відображають старіння організму та можуть зменшувати рівень p16 після терапії (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Конкретно в оці дослідники могли б аналізувати видалені клітини ТМ (якщо такі видаляються під час рутинної глаукомної операції) на наявність p16 або SA-β-gal. Сльозову рідину або водянисту вологу можна досліджувати на наявність факторів SASP, таких як IL-6, IL-8 та MMP (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Зниження цих цитокінів після лікування свідчитиме про зменшення SASP. Серійна ангіографія оптичної когерентної томографії (ОКТ) також може показати зміни кровотоку або позаклітинного матриксу в області ТМ.

Моніторинг безпеки: Учасники проходитимуть регулярні огляди очей з розширенням зіниць для перевірки на запалення, судинні зміни або пігментні зміни. Слід контролювати циркулюючі маркери запалення (СРБ, IL-6) та показники крові (у разі позацільових ефектів, подібних до тих, що спостерігаються з іншими сенолітиками). Якщо використовується очна формула, можна додати такі показники, як товщина рогівки та кількість ендотеліальних клітин. Ретроспективне дослідження запевнило, що зір та ВОТ залишалися стабільними при впливі сенолітиків (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), але випробування потребувало б більш інтенсивного моніторингу.

Проміжні аналізи повинні стежити за будь-яким зниженням гостроти зору або новими очними симптомами. Оскільки обмін нервових тканин відбувається повільно, для виявлення структурних змін випробуванням може знадобитися багато місяців, тому дизайн може включати початкову пілотну фазу тривалістю 6–12 місяців. Позитивні результати можуть потім призвести до більших і довших випробувань.

Висновок

У пошуках нових методів лікування глаукоми та старіння зорового нерва сенолітики, такі як кверцетин і фізетин, пропонують новий підхід. Впливаючи на шкідливі старі клітини та їхні фактори SASP у трабекулярній мережі та голівці зорового нерва, ці сполуки можуть зменшити вікові пошкодження. Доклінічні дослідження показують, що видалення старіючих клітин зберігає гангліозні клітини сітківки та зір (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), а ранні дані щодо людей свідчать, що сенолітики не шкодять оку (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Для перевірки цієї ідеї знадобляться ретельні клінічні випробування з кінцевими точками ВОТ та візуалізації нерва, біомаркерами старіння (p16^INK4a та цитокінами SASP) та пильним контролем безпеки. У разі успіху сеноліз може стати потужним доповненням до нашого арсеналу проти глаукоми та інших вікових оптичних нейропатій.