Белки водорослей помогут лечить возрастную дегенерацию сетчатки

Ученые из МГУ с коллегами обнаружили, что повреждение клеток сетчатки глаза, связанное со старением, может быть предотвращено путем ее насыщения природными антиоксидантами – каротиноидами, изначально присутствующими в зрительной системе человека. В качестве переносчика этих молекул может быть использован каротиноидсвязывающий белок AstaP из зеленых водорослей. Показано, что каротиноид зеаксантин способен ослаблять токсические эффекты окислительного стресса в сетчатке, а белок AstaP – доставлять его в клетки этой ткани. В перспективе подобный тандем можно использовать для терапии возрастной макулярной дегенерации (ВМД) – широко распространенного заболевания, приводящего к необратимой слепоте. Результаты работы опубликованы в журнале FEBS Journal. Новость о работе появилась на агрегаторе научной информации Inscience.pro

Именно окислительный стресс является одним из наиболее вредоносных факторов для жизнедеятельности сетчатки, так как для ее функционирования требуется максимальное (среди всех тканей организма) количество кислорода, который, взаимодействует с молекулами, постоянно облучающимися светом, и генерирует множество токсичных соединений. Большинство этих молекул сосредоточено внутри фоторецепторных дисков – замкнутых мембранных структур в зрительных нейронах, палочках и колбочках. В здоровом глазу присутствует защитный механизм, утилизирующий эти молекулы за счет движения дисков внутри палочки и их «поедания» и «переваривания» (фагоцитоза) обслуживающими клетками пигментного эпителия сетчатки. С возрастом этот механизм ломается, компоненты дисков накапливаются, и их облучение инициирует окислительный стресс и гибель пигментного эпителия, а следом и самих зрительных нейронов. Возникающие при этом островки атрофии (т.н. географическая атрофия) проявляются как необратимая потеря центрального зрения. И такая ситуация далеко не редкость: по некоторым данным ВМД охватывает до 12% всего населения старше 40 лет.

«Как же защитить сетчатку? Правильнее всего – систематически восполнять запас физиологических антиоксидантных веществ, изначально присутствующих в этой ткани, — рассказывает Евгений Зерний, заведующий лабораторией биомедицины НИИ Физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ. — Это будет максимально эффективным решением и не будет вызывать токсических эффектов. Среди таких веществ, например, витамины С и Е. Однако более перспективными в этом смысле являются каротиноиды – компоненты желтого пятна сетчатки, способные не только нейтрализовать активные формы кислорода, но и поглощать повреждающее излучение. Проблема в том, что эти вещества нерастворимы в воде и поэтому обладают низкой биодоступностью при обычных способах введения».

Ученые биологического факультета и НИИ ФХБ МГУ совместно с коллегами из ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» и Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН предложили новый способ направленной доставки нерастворимых каротиноидов в клетки сетчатки за счет применения каротиноидсвязывающего белка AstaP из зеленых водорослей Coelastrella astaxanthina Ki-4. Для этого была произведена оптимизация его структуры, которая сохранила способность белка удерживать каротиноид и при этом лишила его главного недоставка белковых лекарств – уязвимости к действию протеолитических ферментов тканей глаза. Проведены успешные испытания нового комплекса и показано, что активен в отношении широкого спектра активных форм кислорода и способен доставлять каротиноид непосредственно в клетки пигментного эпителия сетчатки, предотвращая их гибель в условиях фотоиндицируемого окислительного стресса.      

«Подобные комплексы имеют больше перспективы в качестве нейропротекторных лекарств, которых так не хватает в офтальмологии, — утверждает научный сотрудник лаборатории физико-химии биологических мембран биологического факультета МГУ Светлана Сидоренко. — Анатомические особенности глаза позволяют вводить препараты непосредственно в стекловидное тело, которое постепенно отдает их сетчатке, пролонгируя терапевтический эффект. В настоящее время мы проводим испытания комплекса зеаксантин-AstaP на животной модели ВМД, и первые результаты говорят о высокой эффективности доставки каротиноида».

Текст: пресс-служба МГУ

Lunegova, D.A., Gvozdev, D.A., Senin, I.I., Gudkova, V.R., Sidorenko, S.V., Tiulina, V.V., Shebardina, N.G., Yakovleva, M.A., Feldman, T.B., Ramonova, A.A., Moysenovich, A.M., Semenov, A.N., Zernii, E.Y., Maksimov, E.G., Sluchanko, N.N., Kirpichnikov, M.P. and Ostrovsky, M.A. (2024), Antioxidant properties of the soluble carotenoprotein AstaP and its feasibility for retinal protection against oxidative stress. FEBS J. https://doi.org/10.1111/febs.17335

Источник: neuronovosti.ru

Комментарии: