Orálny 8-aminoguanín chráni starnúce oči a zachováva zrak v predklinickej štúdii

Orálny 8-aminoguanín chráni starnúce oči a zachováva zrak v predklinickej štúdii

Prevratná štúdia ukazuje, že denná perorálna dávka 8-aminoguanínu môže chrániť zdravie sietnice a spomaliť stratu starnutím, čím sa otvárajú nové cesty pre liečbu degeneratívnych ochorení oka.

V nedávnej štúdii uverejnenej v časopiseKomunikačná biológiapoužili staré potkany Fischer 344 na skúmanie potenciálu perorálne podávaného 8-aminoguanínu (8-Ag) pri ochrane pred vekom podmienenou degeneráciou sietnice. Hlavný experiment trval 8 týždňov, pričom malá podskupina zvierat bola sledovaná 17 týždňov z dôvodu vysokej úmrtnosti v starobe. Zásah zahŕňal poskytnutie nízkej dávky 8-Ag-v pitnej vode 22-mesačným potkanom.

Výsledky štúdie zdôrazňujú ochranné účinky 8-Ag proti atrofii sietnice, pričom významné zachovanie štruktúry a funkcie sietnice sa pozoruje už po 8 týždňoch intervencie. Tieto pozorovania, konkrétne zvýšená hrúbka sietnice, zlepšené odozvy elektroretinogramu a zvýšená integrita fotoreceptorov, boli ďalej potvrdené v malej, dlhodobej (17-týždňovej) kohorte. Obmedzená veľkosť vzorky však znižuje štatistickú istotu. Je pozoruhodné, že 8-Ag výrazne zlepšilo funkciu tyčinky (skotopickú), zatiaľ čo funkcia kužeľa (fotopická) nebola pomocou 8-Ag zachránená, hoci histologická analýza odhalila zachovanie štruktúry kužeľa, najmä v dolnej sietnici. Tieto výsledky zdôrazňujú potenciál 8-ag v budúcich klinických intervenciách pri ochoreniach sietnice súvisiacich s vekom.

pozadia

Starší dospelí sú prirodzene náchylní na niekoľko štrukturálnych a funkčných zmien sietnice, vrátane stenčenia nervovej sietnice a zníženia odpovedí na elektroretinograme (ERG), ako aj straty fotoreceptorov. Degeneratívne ochorenia, ako je vekom podmienená makulárna degenerácia (AMD), súhrnne ovplyvňujú „vekom podmienenú degeneráciu sietnice“, ktorá má veľký vplyv na každodenné funkcie a kvalitu života (QOL) v tejto zraniteľnej, no stále rastúcej populácii.

Predchádzajúce štúdie využívajúce systémy myších modelov naznačujú, že interakcia viacerých environmentálnych a genetických faktorov ovplyvňuje vývoj makulárnej degenerácie súvisiacej s vekom (AMD). Najmä vek bol zdôraznený ako primárny nemodifikovateľný rizikový faktor v incidencii a progresii AMD, pričom štúdie odhadovali štvornásobný nárast výskytu AMD každých desať rokov po 55 rokoch.

Bohužiaľ, súčasné možnosti liečby AMD sú obmedzené, a hoci boli identifikované niektoré rizikové faktory (napr. fajčenie), mechanizmy, ktoré sú základom patológie AMD, nie sú dostatočne pochopené. Objasnenie oxidačných, zápalových a mikrogliálnych zmien spojených so starnutím môže uľahčiť vývoj budúcich terapeutických zásahov na spomalenie progresie AMD.

O štúdiu

Predchádzajúci výskum naznačil potenciál purínových nukleozidových fosforyláz (PNPáz) v boji proti stavom súvisiacim s vekom, najmä oxidačnému stresu a zápalu, v rôznych orgánových systémoch. PNPázy sú enzýmy, ktoré modulujú pomery inozín-guanozín a hypoxantín-xantín, čím prispievajú k zníženiu oxidačného stresu a zápalovým reakciám. Myšie modely ukázali, že 8-aminoguanín (8-AG), inhibítor PNPázy, môže chrániť pred mŕtvicou, predĺžiť životnosť a zlepšiť kardiovaskulárne zdravie, čo naznačuje, že z 8-Ag dochádza k zmene veku.

Cieľom tejto štúdie je posúdiť, či sa terapeutický potenciál 8-Ag proti starnutiu rozširuje na AMD a iné ochorenia sietnice súvisiace s vekom. Boli použité 22-mesačné samice potkanov Fisher 344 (F344), ktoré boli rovnako rozdelené na prípady (8-Ag-FED) a kontroly (kŕmené vodou). Prípadom sa podávalo 5 mg/kg telesnej hmotnosti (BW) 8-Ag-Ag-Ag-Ag hmotnosti rozpustenej vo vode. Prvá štúdia trvala 8 týždňov, ale podskupina pacientov, ktorí prežili (1 kontrola a 2 prípady) bola prehodnotená na konci 17. týždňa, aby sa zhodnotili dlhodobé účinky 8-Ag.

Experimentálne testy zahŕňali spektrálnu doménovo-optickú koherentnú tomografiu (SD-OCT), imunohistochémiu (IHC) a elektroretinogram (ERG) na morfologické hodnotenia sietnice, analýzu transkriptómov na báze RNA-seq na analýzu imunitnej (zápalovej) a stresovej reakcie, analýzy purínového metabolómu a expresiu génovej polymerázovej reťazovej reakcie (RT-PCR) v reálnom čase (RT-PCR).

Výsledky štúdie

Po 8 týždňoch intervencií porovnanie medzi 8-Ag a vodou kŕmenými potkanmi F344 ukázalo, že prvá kohorta preukázala významne lepšie zachovanie štruktúry a funkcie sietnice ako druhá kohorta. Hodnotenia SD-OCT odhalili zlepšenú integritu fotoreceptorov a zvýšenú hrúbku sietnice v prípadoch v porovnaní s kontrolami. Analýzy údajov ERG potvrdili tieto výsledky a ukázali, že reakcie sietnice v prípadoch boli významne zlepšené v porovnaní s kontrolnými potkanmi.

IHC a histologické testy zistili významné zníženie markerov oxidačného poškodenia v sietniciach prípadov. Počet apoptotických buniek v týchto prípadoch bol podobne znížený v porovnaní s kontrolnou skupinou. Konkrétne prípady vykazovali oslabené imunitné reakcie na úrovni génov a proteínov, čo zvýraznilo ochranné účinky 8-Ag na tkanivá. Špecifické prozápalové cytokíny, ako je IL-33 a IL-la, boli tiež znížené v sietniciach liečených zvierat.

Mechanistické hodnotenia ukázali, že oxidačný stres (lipid a DNA) a zápalové reakcie (mikrogliálna aktivita) boli významne oslabené u potkanov kŕmených 8-Ag v porovnaní s ich náprotivkami kŕmenými vodou. Dôležité je, že iba tyčinková (skotopická) funkcia sa významne zlepšila pri liečbe 8-Ag, zatiaľ čo čapíková (fotopická) funkcia nevykazovala žiadnu významnú zmenu pomocou ERG, aj keď sa histologicky pozorovalo regionálne zachovanie štruktúry kužeľa.

Tieto výsledky boli ešte výraznejšie v rozšírenej (17-týždňovej) štúdii. Zatiaľ čo vysoká úmrtnosť F344 po 24 týždňoch umožnila vyhodnotenie iba dvoch prípadov a jednej kontroly, prípady preukázali zachovanú štruktúru a funkciu sietnice, zatiaľ čo kontrola mala takmer úplnú stratu zraku. Avšak vzhľadom na veľmi obmedzený počet zvierat v tejto dlhodobej skupine sú tieto výsledky veľmi predbežné a mali by sa interpretovať opatrne.

Závery

Táto štúdia rozšírila výhody 8-Ag proti starnutiu, ktoré boli predtým opísané ako zmiernenie kardiovaskulárnych a multiorgánových stavov súvisiacich s vekom. Ukazuje, že aj nízke dávky (5 mg/kg/deň) perorálne podávaného inhibítora PNPázy môžu významne zmierniť vekom podmienenú degeneráciu sietnice u potkanov potlačením oxidačného stresu, znížením zápalu a podporou morfológie a funkcií sietnice v morfológii sietnice a podporou ďalších výskumov v modeloch špecifických pre AMD.

Zatiaľ čo niektoré účinky sa zachovali u malého počtu dlhodobo prežívajúcich pacientov, údaje o trvaní prínosu zostávajú vysoko kvalitné. Budúce štúdie by mali preskúmať bezpečnosť a účinnosť zlúčeniny na ľudských modeloch v kontrolovaných klinických podmienkach.

Zdroje: