Хирургическое лечение катаракты эффективно, но связано с риском послеоперационных осложнений, а также может быть недоступно ряду пациентов. В связи с этим, продолжаются поиски альтернативных методов терапии, которые позволят остановить прогрессирование заболевания. Открытие ученых из Великобритании свидетельствует о возможности разработки лекарственной терапии катаракты в будущем. Известно, что катаракте предшествует изменение соотношения и расположения белков хрусталика, изменение количества воды.
80-90% белков хрусталика — это кристаллины. Их концентрация увеличивается от периферии
к центру, благодаря чему создается градиент показателя преломления (GRIN), обеспечивающий оптические функции глаза. Остальные белки, к которым относятся в том числе аквапорины, отвечают за поддержание структуры и выполнение физиологических функций хрусталика.
Команда ученых провела лабораторные исследования, которые показали роль аквапоринов в развитии и поддержании оптических функций глаза.
Аквапорины (aqps) – водонерастворимые мембранные белки клеток волокон хрусталика, в большинстве своем представлены аквапорином 0 (aqp0), который также известен как основной внутренний белок*
Различают подтипы аквапорина 0:
aqp0a — аквапорин ноль а
aqp0b — аквапорин ноль b
Прежде было подтверждено, что аквапорины регулируют перемещение молекул воды через клеточные мембраны волокон хрусталика, контролируют адгезию, а также взаимодействуют с белками цитоскелета. Благодаря работе аквапоринов регулируется баланс воды и распределение цитозольных белков в хрусталике – процессы, играющие важную роль в патогенетических механизмах катаракты.
При выключении синтеза обоих белков aqp0a и aqp0b выявлялись грубые помутнения ядра эмбрионального хрусталика, ядерная асимметрия и тяжелое помутнение хрусталика во взрослом возрасте.
Полученные данные свидетельствуют о том, что aqp0a и aqp0b играют специфическую роль
в зависимости от места своего расположения в хрусталике: aqp0a активен на периферии и его функции не могут быть компенсированы работой белка aqp0b, в то время как в центре хрусталика может быть достаточно либо aqp0a, либо aqp0b для создания необходимого градиента показателя преломления в пожилом возрасте.
Таким образом, исследователи пришли к выводу, что причиной развития катаракты является отсутствие или мутация гена белка аквапорина 0. Также ученые сходятся во мнении, что дальнейшие исследования и поиск возможных путей влияния на экспрессию данных белков может помочь в будущем избежать хирургической терапии катаракты.
* major intrinsic protein (MIP)
**синтез белка на клеточном уровне, контролируемый определенными генами
Текст подготовлен на основе публикации: Wang K., Vorontsova I., Hoshino M., Uesugi K., Yagi N., Hall J.E., Schilling T.F., Pierscionek B.K. Aquaporins have regional functions in development of refractive index in the zebrafish eye lens. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2021;62(23). doi: 10.1167/iovs.62.3.23
Открытие в области механизмов развития катаракты
Целью нового исследования было изучить влияние основного внутреннего белка, аквапорина 0, и его подтипов (aqp0a и aqp0b) на формирование хрусталика в период эмбриогенеза и его функциональность у взрослых особей. Для этого были сгенерированы мутации генов, отвечающих за экспрессию** этих белков. Функция аквапоринов исследовалась экспериментальными методами с участием лабораторных аквариумных рыбок.
Выключение экспрессии любого из белков у рыбок вызывало временную эмбриональную катаракту.