Вступ
Глаукома — це вікове захворювання очей, при якому високий тиск в оці (внутрішньоочний тиск, або ВОТ) пошкоджує нервові клітини сітківки та призводить до втрати зору. Старіння є найбільшим фактором ризику розвитку глаукоми, і нові дослідження припускають, що це може бути пов’язано з накопиченням у старіючих очах старіючих клітин – клітин, які назавжди припинили ділитися і виділяють запальні сигнали. Клітинне старіння є нормальною реакцією на пошкодження або стрес, але коли ці старі клітини накопичуються, вони виділяють суміш молекул, що називається фенотипом секреції, пов’язаним зі старінням (SASP). Фактори SASP включають запальні цитокіни (такі як інтерлейкін-6), фактори росту (такі як TGF-β) та ферменти, які ремоделюють тканини. У тканинах ока, таких як трабекулярна сітка (ТС) (дренажний канал, що контролює ВОТ) та диск зорового нерва (ДЗН) (місце виходу аксонів гангліозних клітин сітківки з ока), старіючі клітини та їхній SASP, схоже, викликають хронічне запалення та рубцювання. Наприклад, один недавній огляд зазначив, що як клітини ТС, так і гангліозні клітини сітківки в старіючих очах виявляють маркери старіння, а видалення цих старих клітин покращило виживання гангліозних клітин сітківки в тваринних моделях (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (www.nature.com). Ця стаття розглядає докази того, що старіння сприяє розвитку глаукоми, та досліджує, як сенолітична терапія – препарати, які специфічно знищують старіючі клітини – може допомогти захистити око.
Старіння в ніші глаукоми
Старіння трабекулярної сітки
Трабекулярна сітка (ТС) — це губчаста тканина, яка відводить рідину з ока. З нормальним старінням кількість клітин ТС поступово зменшується, і в сітці розвивається товстий, жорсткий позаклітинний матеріал. Гістологічні дослідження показують, що у літніх очах значно менше клітин ТС, ніж у молодих, і ця втрата набагато більша у пацієнтів з глаукомою (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Коли клітини ТС відмирають або старіють і замінюються рубцеподібним матриксом, дренажний канал звужується, а ВОТ підвищується (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Насправді, Zhang та співавт. описують, як «відсутність клітин ТС, за якою слідує їхнє заміщення позаклітинним матриксом, призводить до збільшення опору відтоку рідини» (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Це узгоджується з клінічними спостереженнями, що старіючий шлях відтоку стає фіброзним (наприклад, накопичення колагену VI типу спостерігається в глаукомній ТС) і підвищує ВОТ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Лабораторні дослідження клітин ТС виявили класичні ознаки старіння у старіючих або стресованих клітинах: збільшена форма, зупинка клітинного циклу та експресія маркерів, таких як p16^INK4a. Важливо, що старіючі клітини ТС вивільняють прозапальні фактори SASP. Наприклад, було показано, що старіючі клітини ТС надмірно виробляють інтерлейкін-6 (ІЛ-6), ІЛ-8 та хемокіни (CCL2, CXCL3) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ці цитокіни можуть залучати імунні клітини та стимулювати фібротичну сигналізацію (зокрема, TGF-β також є частиною очного SASP). Таке хронічне запалення, ймовірно, робить ТС жорсткішою. Коротше кажучи, старі та уражені тканини ТС накопичують старіючі клітини, які виділяють сигнали, що індукують фіброз, сприяючи обструкції відтоку та підвищеному ВОТ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Старіння диска зорового нерва та сітківки
Глаукома також пошкоджує диск зорового нерва (ДЗН) та гангліозні клітини сітківки (ГКС), які надсилають сигнали від ока до мозку. Старіння впливає і на ці тканини. ГКС у літніх очах демонструють більше окислювального пошкодження та менш здатні виживати під впливом стресу (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Старіючі клітини сітківки (нейрони або підтримуючі клітини сітківки) так само виділяють фактори SASP, які можуть завдавати шкоди сусіднім нейронам. Наприклад, в експериментальних моделях високого ВОТ пошкоджена сітківка демонструє підвищений рівень ІЛ-1β, ІЛ-6, ІЛ-8 та інших цитокінів SASP (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ці запальні фактори підживлюють хибне коло пошкодження: вони посилюють старіння в сусідніх клітинах і провокують хронічне запалення в області ДЗН.
Дійсно, численні дослідження виявили маркери старіння в ГКС та тканинах зорового нерва в моделях глаукоми. Примітно, що видалення цих старих ГКС мало нейропротекторну дію. У мишачій моделі очної гіпертензії, цілеспрямоване видалення старіючих ГКС («сенолітичний» підхід) зберегло здорові ГКС та підтримало зір (www.nature.com). Так само, у моделі травми зорового нерва через стискання, дазатиніб+кверцетин (комбінація сенолітичних препаратів) значно зменшив скорочення дендритів ГКС і навіть сприяв регенерації аксонів (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ці висновки свідчать про те, що старіючі ГКС активно сприяють дегенерації, і їхнє видалення зберігає решту нейронів. Загалом, ТС та ДЗН при глаукомі утворюють нішу хронічного, прозапального стресу – що принаймні частково зумовлено накопиченням старіючих клітин та їхнього SASP.
Сенолітична терапія в моделях ока
Дослідники почали тестувати відомі сенолітичні агенти на моделях очних захворювань, щоб з’ясувати, чи може видалення старіючих клітин покращити здоров’я очей. Ключові сенолітики включають дазатиніб (інгібітор кінази) + кверцетин (флавоноїд), фізетин (рослинний флавонол) та навітоклакс (інгібітор родини BCL-2). Більшість досліджень наразі є доклінічними (моделі на тваринах або клітинні моделі).
Дазатиніб + Кверцетин (D+Q): Цей двокомпонентний «сенолітичний коктейль» є найбільш дослідженим. У мишей з ушкодженням зорового нерва одне дослідження показало, що лікування D+Q зберігає структуру та функцію ГКС: у лікованих мишей спостерігалося менше скорочень дендритів у їхніх ГКС і тенденція до відновлення аксонів, що свідчить про нервову регенерацію (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). У моделі лазеріндукованої хоріоїдальної неоваскуляризації (захворювання сітківки) пряма інтравітреальна ін'єкція D+Q в око значно зменшила маркери старіння та тяжкість захворювання. У лікованих щурів було значно менше p16^INK4a-позитивних клітин у сітківці та менші неоваскулярні ураження – насправді, ефект був порівнянний зі стандартною анти-VEGF терапією (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Це підкреслює, що місцево доставлені сенолітики можуть діяти всередині ока: інтравітреальний D+Q обмежував патологію сітківки шляхом видалення старіючих клітин.
В експериментах, специфічних для глаукоми, D+Q продемонстрував нейропротекторні ефекти. Дослідження сітківки людини у пацієнтів з глаукомою (ретроспективний аналіз тих, хто приймав сенолітичні препарати) не виявило шкоди – пацієнти, які приймали сенолітики, не мали гіршого зору або вищого ВОТ, ніж контрольна група (www.nature.com) – що створює передумови для подальших досліджень безпеки. Тим часом, тваринні моделі глаукоми припускають користь. Окрім вищезгаданого дослідження ушкодження зорового нерва, класичний штам мишей, схильних до глаукоми (DBA/2J), лікований D+Q або лише кверцетином, мав кращі показники патерн-електроретинограми (PERG) та викликаних зорових потенціалів, що свідчить про здоровішу функцію ГКС (Li et al., 2019). Ці ліковані очі також зберігали більше ГКС і мали менше мікрогліального запалення, ніж неліковані контрольні групи. Коротше кажучи, видалення старіючих клітин за допомогою D+Q зберегло зір у моделях глаукоми (поки нейрони були ще живі) (www.nature.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) – це сильна вказівка на нейропротекторний ефект.
Фізетин: Фізетин — це дієтичний флавонол із сенолітичними властивостями. У старих мишей він потужно знищував старіючі клітини в багатьох органах і подовжував тривалість життя (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Він також зменшував маркери, пов’язані із запаленням, у тканинах. В експериментальній моделі глаукоми фізетин показав перспективні результати: миші DBA/2J, яким давали фізетин, мали нижчий ВОТ та кращу ретинальну сигналізацію, ніж неліковані миші (Li et al., 2019). Хоча деталі ще уточнюються, ці висновки свідчать про те, що фізетин може захищати ГКС – ймовірно, шляхом приглушення запального середовища SASP в оці.
Навітоклакс: Навітоклакс (ABT-263) — це протипухлинний препарат, який знищує старіючі клітини, блокуючи білки виживання BCL-2. Він діє на багато типів лабораторних клітин, включаючи судинні та нервові клітини, але має серйозні побічні ефекти. У доклінічних моделях навітоклакс ефективно видаляв старіючі клітини з серця та мозку (сповільнюючи атеросклероз або нейродегенерацію), але його використання обмежене гематологічною токсичністю (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Зокрема, навітоклакс викликає тяжку тромбоцитопенію (низький рівень тромбоцитів), нейтропенію та кровотечі (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ці гематологічні ризики наразі перешкоджали клінічним випробуванням для лікування старіння. Поки що немає опублікованих повідомлень про навітоклакс у моделях ока. В принципі, він міг би видаляти старіючі клітини ТС або сітківки, але ризик кровотечі є тривожним при системному введенні.
Підсумовуючи, дані на тваринах свідчать, що сенолітики можуть приносити користь очам. Більшість доказів наразі походять від D+Q (та подібних агентів) у моделях ушкодження сітківки та зорового нерва (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ці дослідження повідомляють про покращення виживання ГКС та структури/функції сітківки при видаленні старіючих клітин. Прямі ефекти сенолітиків на ВОТ ще не були продемонстровані; ми не маємо дослідження, яке б показувало, що видалення старіючих клітин ТС насправді знижує тиск. Однак, оскільки було показано, що видалення клітин ТС підвищує ВОТ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), розумно припускати, що видалення старих клітин ТС (або запобігання їхньому фібротичному SASP) може відновити певний відтік рідини та знизити ВОТ.
Сенолітики та старіння всього організму
Сенолітики привернули увагу завдяки подовженню здорової тривалості життя. У мишей, переривчасті курси лікування D+Q або фізетином на пізніх етапах життя видаляли старіючі клітини з багатьох органів, зменшували маркери вікових захворювань та подовжували тривалість життя. Наприклад, Yousefzadeh та співавт. виявили, що введення фізетину здоровим старим мишам «відновлювало тканинний гомеостаз, зменшувало вікову патологію та подовжувало середню та максимальну тривалість життя» (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). Аналогічно, Xu та співавт. (лабораторія Kirkland) показали, що періодичне лікування D+Q у старих мишей покращувало витривалість до фізичних навантажень та значно збільшувало виживання порівняно з контрольною групою (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Сенолітичне лікування навіть покращувало метаболізм глюкози, функцію серця та інші показники старіння в дослідженнях тканин.
Ці організмові переваги свідчать про те, що якщо сенолітики захищають організм загалом, вони також можуть захищати і око. Іншими словами, системне «омолодження» мишей часто збігається зі здоровішими очима. Наприклад, миші, ліковані фізетином або D+Q у старшому віці, мають менше фіброзу печінки, кращу функцію легень, менше артриту – і, ймовірно, кращу мікроструктуру ока, хоча вимірювання очей не були основним фокусом цих робіт. За аналогією, видалення системних старіючих клітин може уповільнити вікове зниження функцій ТС та сітківки. Око часто називають «вікном у старість», тому покращення у старінні організму можуть відображатися на збереженні зору.
Доставка, безпека та клінічні міркування
Одним із головних питань є те, як безпечно доставляти сенолітики до ока. Системна доставка (пероральні пігулки або ін’єкції) є найпростішим шляхом, але вона піддає весь організм впливу препарату. Обнадіює те, що ретроспективне дослідження виявило, що пацієнти з глаукомою, які випадково приймали сенолітики з інших причин, не мали погіршення зору або ВОТ (www.nature.com). У клінічних випробуваннях старіння, таблетки D+Q зазвичай добре переносилися: Hickson та співавт. (2019) не відзначили серйозних побічних ефектів (таких як відмова органів або смерть) у суб'єктів, які приймали курси дазатинібу+кверцетину (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Фізетин ще безпечніший – це рослинна сполука, що міститься в полуниці, яка не викликала значних побічних ефектів у дослідженнях на людях (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Навпаки, ризики навітоклаксу (кровотеча, пригнічення кісткового мозку) є серйозною проблемою (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). При системному використанні необхідний регулярний моніторинг крові.
Місцева (окулярна) стратегія могла б уникнути системної токсичності. Наприклад, препарати анти-VEGF регулярно вводяться у склоподібне тіло для лікування захворювань сітківки. Аналогічно, можна було б ввести сенолітичний агент в око: це було зроблено в описаній вище моделі ХНВ у щурів. Інтравітреальний D+Q значно зменшив навантаження старіючих клітин та ураження, пов’язані з хворобою (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Теоретично, інтракамеральна ін'єкція (у передню частину ока) могла б специфічно націлюватися на клітини ТС. Альтернативно, спеціально розроблені очні краплі або наночастинки з повільним вивільненням можуть доставляти сенолітики в ТС. Місцева доставка обмежить вплив на інші органи та потенційно дозволить використовувати вищі дози в оці. Однак ін’єкції в око несуть ризики (інфекція, відшарування сітківки), а повторні ін’єкції можуть бути непрактичними. Місцеві краплі часто погано проникають у глибші тканини. Поки що немає опублікованих досліджень, які б тестували сенолітики в очних краплях або інтракамеральних ін’єкціях.
Отже, як системні, так і місцеві підходи мають свої плюси та мінуси. Системні сенолітики легше вводити (таблетка за таблеткою) і вони можуть принести користь всьому організму (і оку), але несуть ризик загальних побічних ефектів. Місцева доставка концентруватиме препарат в оці (можливо, безпечніше системно), але може пропустити відповідні клітини (наприклад, старіючі імунні клітини крові) і вимагає інвазивних процедур. Можливо, одного дня буде застосована комбінована стратегія: наприклад, пероральні сенолітики для «освіження» організму та капсули кришталика ока, а також місцеве лікування для задніх тканин ока. Потрібно більше досліджень, щоб знайти безпечні формули та схеми дозування, які знищують старіючі клітини, не завдаючи шкоди нормальним.
Висновок
Глаукома залишається невиліковною за допомогою існуючих методів лікування, які лише знижують очний тиск. Цілеспрямоване впливання на клітинне старіння – це новий підхід, який спрямований на модифікацію захворювання на глибшому рівні. Накопичуються докази того, що старіючі клітини в трабекулярній сітці та диску зорового нерва підживлюють хронічне запалення, фіброз та загибель нейронів сітківки при глаукомі. Доклінічні дослідження показують, що сенолітичні препарати – особливо дазатиніб+кверцетин та фізетин – можуть захищати гангліозні клітини сітківки та зберігати зір у тваринних моделях (www.nature.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Є також підстави сподіватися, що очні переваги будуть паралельними загальним покращенням здоров’я, що спостерігаються, коли ці агенти подовжують тривалість життя у мишей (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Хоча дані на людях наразі обмежені, ранні повідомлення свідчать про відсутність очевидної шкоди для очей від сенолітиків (www.nature.com). Надалі потрібне ретельне тестування сенолітичної терапії на моделях глаукоми (і згодом на пацієнтах). Ключовими питаннями будуть забезпечення безпеки (уникнення нецільової токсичності) та пошук практичних методів доставки. У разі успіху, сенолітичне лікування могло б стати інструментом для модифікації захворювання, що захищає старіючий зоровий нерв і систему відтоку – по суті, «очищаючи старі клітини» для відновлення здоровіших очних сигналів та кращого збереження зору.