Изучая зимнюю спячку сусликов, исследователи из США и Китая выявили белок, способный помочь избавиться от катаракты без хирургического вмешательства, которое не лишено рисков и доступно не всем людям.
Операцию по удалению катаракты сегодня считают единственным эффективным способом лечения этого распространенного заболевания, связанного с помутнением хрусталика глаза. По подсчетам, ежегодно на планете выполняют более 29 миллионов таких процедур.
Обычно вмешательства проходят успешно, но в редких случаях возможны осложнения. Они варьируются от нечеткости зрения и повышенной светочувствительности до отслоения сетчатки, из-за которого человек может потерять способность видеть. Кроме того, в некоторых частях мира у пациентов нет возможности удалить катаракту оперативно. В результате это прогрессирующее заболевание становится причиной слепоты.
Вот почему ученые давно ищут альтернативу хирургическому способу лечения катаракты. К нему, возможно, приблизились специалисты американского Национального института глаз (National Eye Institute, NEI) и их коллеги из Чжэцзянского университета (КНР). Статья о совместном открытии недавно вышла в Journal of Clinical Investigation.
Наблюдая за обитающими в Северной Америке тринадцатиполосными сусликами (Ictidomys tridecemlineatus), чьи механизмы адаптации во время многомесячной зимней спячки давно интересуют научное сообщество, исследователи обнаружили у них интересную особенность.
Во время гибернации, когда метаболические процессы в организме сусликов резко замедлялись, а температура их тела в состоянии торпора опускалась примерно до 4 °C, глазные хрусталики животных мутнели. Однако по возвращении сусликов в бодрствующее состояние с температурой тела около 37 °C помутнение быстро проходило, и хрусталики вновь становились прозрачными.
В то же время у грызунов, не впадающих в спячку, таких как мыши и крысы, после подобного охлаждения хрусталики тоже становились мутными, но при последующем согревании их прозрачность быстро не восстанавливалась.
Исследователи предположили, что обратимое катарактоподобное помутнение хрусталика у сусликов может быть адаптацией к холодовому стрессу. Специалисты решили детальнее разобраться в клеточных процессах, стоящих за этим явлением, в надежде в дальнейшем разработать новую стратегию лечения катаракты.
Используя стволовые клетки сусликов, ученые создали лабораторную модель хрусталика — нечто вроде «хрусталика в пробирке». С ее помощью проследили за белковым гомеостазом в клетках и выявили белок RNF114, позволяющий обращать вспять катаракту. Выяснилось, что во время согревания после охлаждения уровень этого белка в тканях сусликов был значительно выше, чем в тканях крыс. Кроме того, исследования показали, что RNF114 помогал выявлять состарившиеся белки и способствовал их утилизации.
Чтобы проверить потенциальное терапевтическое действие RNF114, ученые протестировали его на лабораторной модели крысиного хрусталика с катарактой, вызванной охлаждением. Оказалось, если белок применяли перед охлаждением, то после согревания крысиные ткани приобретали способность быстро очищаться от катаракты, как у сусликов. Этот же эффект удалось воспроизвести в опытах с лабораторными рыбками, у которых катаракту вызвали с помощью окислительного стресса.
Авторы намерены продолжить исследование, чтобы глубже изучить выявленные механизмы и доработать перспективную методику.
