С помощью особого белка можно доставить в клетки сетчатки глаза антиоксиданты и таким образом уменьшить вероятность развития возрастной слепоты, вызванной разрушением клеток из-за окислительного стресса, выяснила команда российских ученых из Сеченовского Университета Минздрава России, МГУ им. М.В. Ломоносова и РАН. Результаты исследования опубликованы в журнале Antioxidants.

Липофусцин — желто-коричневый пигмент, который накапливается в неделящихся клетках разных тканей и органов по мере старения организма. При воздействии света липофусцин образует реактивные формы кислорода, в том числе свободные радикалы, которые повреждают клетки вследствие окислительного стресса. Повышенное накопление липофусцина в клетках зрительного пигментного эпителия приводит к ряду опасных глазных патологий, включая возрастную макулодистрофию – одну из самых частых причин необратимой потери зрения вследствие поражения сетчатки глаза.

Замедлить образование свободных радикалов при фотоокислении липофусцина можно с помощью антиоксидантов каротиноидной группы — пигментов лютеина и зеаксантина. Поскольку клетки пигментного эпителия сетчатки, особенно нездоровые, крайне чувствительны, остро стоит проблема выбора носителя для направленной доставки каротиноидов.

В эксперименте в качестве такого носителя был исследован белок BmCBP. Он вырабатывается в организме тутового шелкопряда и служит для транспортировки нерастворимых в воде веществ. С его помощью исследователи попробовали доставить зеаксантин в культуру клеток пигментного эпителия сетчатки с добавленными гранулами липофусцина. Эффективность процедуры оценивалась с помощью флуоресцентной микроскопии с временным разрешением (fluorescence lifetime imaging, FLIM) — метода, который позволяет без использования контрастных веществ получать информацию о состоянии клетки, включая ее метаболизм.

«Результаты исследования показали, что использование белка BmCBP действительно позволяет успешно доставить антиоксидант зеаксантин в клетки сетчатки in vitro. Само же вещество замедлило образование свободных радикалов, сократив таким образом окислительный стресс примерно на 35%. С помощью время-разрешенной флуоресцентной микроскопии удалось показать, что белок-опосредованная доставка каротиноидов в клетки пигментного эпителия приводит к уменьшению времени жизни флуоресценции липофусцина при фотоокислении, что явно указывает на выраженное антиоксидантное воздействие», — рассказал об основных результатах заведующий лабораторией физико-химии биомембран биологического факультета МГУ Евгений Максимов.

«Этот результат важен с точки зрения оптической диагностики. Большинство флуоресцентных методов исследования глазных патологий, связанных с накоплением липофусцина, основано на измерении интенсивности флуоресценции. Чувствительность этих методов зачастую позволяет диагностировать патологию лишь при большом накоплении липофусцина, когда болезнь приобретает необратимый характер. Время жизни флуоресценции липофусцина не зависит от концентрации, а определяется функциональным состоянием флуорофора. С этой точки зрения, время-разрешенный флуоресцентный имиджинг предоставляет большие возможности для улучшения чувствительности оптических методов диагностики сетчатки», – добавил старший научный сотрудник лаборатории клинической биофотоники Сеченовского Университета Евгений Ширшин.

Исследователи рассчитывают, что в перспективе разработка новых носителей позволит доставлять антиоксиданты в разные ткани организма, защищая клетки от окислительного стресса. Это позволит не только сдержать дегенерацию сетчатки, но и снизить риск развития онкологических и других заболеваний. Полученные результаты планируется использовать в дальнейшем уже в ходе in vivo исследований с привлечением лабораторных животных.