Новую гипотезу развития катаракты выдвинули новосибирские ученые

Исследователи МТЦ СО РАН считают, что заболевание проявляется под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца.

По данным Всемирной организации здравоохранения, в большинстве стран катаракта является главной причиной слепоты. Несмотря на то, что заболевание известно с древних времен, до сих пор нет полного понимания: какие процессы происходят в организме и почему возникает болезнь, сообщает издание «Наука в Сибири».

Помочь исправить данную ситуацию, приблизиться к пониманию механизмов развития недуга и продлить здоровье глаз пытаются сибирские учёные. На исследования фотоиндуцируемых реакций хромофоров хрусталика глаза, приводящих к повреждению белковых молекул, ученые Международного томографического центра СО РАН получили грант президента РФ:       

По словам научного сотрудника МТЦ СО РАН, кандидата физико-математических наук Пётра Шерина, основная причина возникновения катаракты — это окислительный стресс, то есть нарушение баланса между прооксидантами («атакующими») и антиоксидантами («защитниками»). Когда прооксидантов становится больше антиоксидантов, начинаются необратимые структурные изменения белков, что приводит к образованию больших водонерастворимых светорассеивающих агрегатов, и в результате хрусталик мутнеет.

— Причины возникновения окислительного стресса в здоровом хрусталике в настоящее время остаются во многом неясными. Мы считаем, что ультрафиолетовое излучение Солнца является одной из важнейших причин развития окислительного стресса и, соответственно, катаракты, — говорит Пётр Шерин.

Идея исследователей МТЦ СО РАН заключается в том, что именно под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца в хрусталике происходит постоянное образование реакционно активных молекул в небольших количествах. Пока мы молоды и здоровы, антиоксиданты успешно защищают белки от этих реакционно активных молекул. Однако с возрастом защита от негативных фотохимических реакций существенно ослабевает. Учёные предполагают, что сбой в защитной системе хрусталика происходит из-за многочисленных химических изменений и накопления критического количества «опасных» модификаций в структуре белков и клеток хрусталика.

 Исследователи пытаются на молекулярном уровне выяснить, какие именно фотохимические реакции могут приводить к необратимым изменениям в структуре белков и хрусталика и что отвечает за развитие катаракты, чтобы знать, на какой стадии её можно замедлить или даже остановить. Учёные уже провели цикл экспериментов, одним из значительных результатов оказалась возможность предотвращения агрегации белков с помощью природных антиоксидантов хрусталика.

Для своих экспериментов ученые берут белки хрусталиков у животных. Структурно они очень похожи на человеческие, что позволит с хорошей точностью перенести полученные результаты на людей. Грант президента РФ рассчитан на два года. За это время исследователи должны разобраться в механизмах агрегации белков в результате фотохимических реакций и ответить на другие поставленные вопросы, чтобы суметь делать предсказания и дать рекомендации для разработки новых методов диагностики, профилактики и лечения катаракты.

Также результаты, полученные сибирскими учёными, могут быть применены в разработке методов бесшовного закрытия ран, что перспективно для медицины и косметологии.

— Агрегация белков в результате фотохимических реакций приводит к образованию прочных связей между белковыми молекулами, так называемому «сшиванию» белков. Некоторое время назад была озвучена идея: если соединить края раны и нанести водный раствор с красителем, то под действием света белки кожи очень быстро соединятся. Получается, что рана закроется без привлечения чужеродного материала, а дальше система регенерации организма всё доделает сама, — поясняет Пётр Шерин. — В научной литературе сообщалось, что эту идею уже удалось претворить в жизнь на мышах. Поскольку механизмы фотохимических реакций, приводящих к агрегации различных белков, во многом общие, то полученные нами результаты могут быть полезны для разработки таких методов бесшовного закрытия ран.

Фото: Cove @UCI