В исследованиях с лабораторно выращенными человеческими клетками и мышами ученые из Johns Hopkins Medicine обнаружили, что экспериментальное лекарство может быть в два раза лучше в борьбе с потерей зрения, чем считалось ранее.
Новое исследование показывает что лекарственный препарат, названный AXT107, останавливает протечку аномальных кровеносных сосудов в глазу, которая приводит к потере зрения. Эти результаты основываются на предыдущем исследовании, которое показало, что такой же препарат остановил рост аномальных сосудов в исследованиях на животных по поводу таких заболеваний, приводящих к слепоте, как диабетическая макулопатия и влажная форма возрастной макулярной дегенерации.
Диабетическая макулопатия и влажная форма возрастной макулярной дегенерации являются основными причинами потери зрения в США. Приблизительно 750 000 американцев в возрасте 40 лет и старше имеют диабетическую макулопатию, а влажная форма возрастной макулярной дегенерации затрагивает более 1,6 миллиона американцев в возрасте 50 лет и старше. Обе болезни могут в конечном итоге вызвать слепоту, если их не лечить.
Современные препараты для лечения диабетической макулопатии и влажной формы возрастной макулярной дегенерации фокусируются на остановке роста этих аномальных сосудов, чтобы сохранить то, что осталось. Текущий стандарт лечения — ежемесячные инъекции непосредственно в глаз для подавления роста новых кровеносных сосудов. Эти частые визиты могут быть бременем для пациентов из-за дискомфорта, небольшого риска для каждой инъекции и, для некоторых пациентов, трудности с получением назначения, потому что их зрение уже в плохом состоянии, что не позволяет им посещать врача.
«Наши результаты дают нам лучшее понимание того, как это потенциальное лечение останавливает прогрессирование болезни и делает это быстрее, эффективнее и имеет более длительную продолжительность, чем нынешние лекарства, используемые у людей с потерей зрения такого рода», — говорит Александр Попель, ведущий научный сотрудник, профессор биомедицинской инженерии в Медицинской Школе Университета Джона Хопкинса.
В здоровых глазах клетки, строящие кровеносные сосуды, связаны между собой белками, находящимися на поверхности клетки, которые направляются на место с помощью Tie2, другого белка. Белки Tie2 плотно расположены там, где клетки встречаются со своими соседями, и действуют как липучка, создавая герметичную связь между клетками в стенке кровеносного сосуда. При диабетической макулопатии белки Tie2 рассеиваются по клетке и больше не могут поддерживать герметичный барьер между внутренней частью кровеносного сосуда и внешней стороной. Между клетками образуются зазоры, позволяющие жидкостям проникать в окружающую ткань.
Чтобы понять, как препарат, который они разработали, может усилить эти связи, исследователи разработали серию экспериментов по изучению того, как AXT107 влияет на контроль Tie2 и белков, похожих на липучки.
В своем первом эксперименте исследователи использовали клетки, полученные из человеческих кровеносных сосудов, выращенных в лаборатории, которые имитировали те, которые наблюдались во влажной формы возрастной макулярной дегенерации. Когда они добавили лекарство AXT107 к этим клеткам, исследователи обнаружили, что AXT107 инициировал серию изменений клеточных белков. Используя методику измерения изменений белка, исследователи обнаружили, что белки Tie2, казалось, мигрируют по всей клетке. Группы белков Tie2 начали собираться там, где клетки встречались со своими соседями, и начали восстанавливать связи с другими клетками кровеносных сосудов.
Исследователи отмечают, что при наблюдении под микроскопом клетки перешли от зазубренных краев к гладким и непрерывным внешним краям, которые лучше подходят для одной клетки, чтобы плотно прилегать к другой. «Это было все равно, что застегивать их на молнию», — говорит Попель.
Исследователи далее проверили, могут ли эти гладкие клетки создать водонепроницаемый барьер, который был бы необходим для создания кровеносного сосуда, который не протекает. Поэтому они выращивали клетки в один слой и проверяли, может ли жидкость проходить через них, заливая флуоресцентную жидкость поверх клеток и проверяя, не оказалась ли какая-либо из светящихся жидкостей внизу. Исследователи заметили, что клетки, обработанные 100М препарата AXT107 позволяли пропускать через клеточный слой в 2,5 раза меньше красителя, чем контрольные клетки, не получающие препарат. Это показало исследователям, что препарат помогает клеткам кровеносного сосуда создать водонепроницаемое уплотнение между ними.
Затем исследователи хотели посмотреть, можно ли добиться такого же эффекта в живых кровеносных сосудах. Они использовали флуоресцентный краситель, чтобы наблюдать кровеносные сосуды в глазах нормальных мышей и мышей, генетически спроектированных, чтобы имитировать дегенерацию желтого пятна человека. У здоровых мышей исследователи наблюдали светящиеся кровеносные сосуды с четкими краями и очень мало флуоресценции вне сосуда. Однако у мышей с дегенерацией желтого пятна светящиеся жидкости проходили через кровеносные сосуды, размывая барьер между кровеносными сосудами и окружающими тканями.
Исследователи обработали генетически измененных мышей с протекающими кровеносными сосудами, как те, которые наблюдались при дегенерации желтого пятна, инъекциями пептида AXT107 в глаза животных. Через четыре дня исследователи обнаружили, что у мышей, обработанных AXT107, примерно в два раза меньше флуоресцентного красителя вытекло из их сосудов, чем у животных, которые получали инъекции физраствора, не содержащего лекарств. Эти результаты показывают, что препарат AXT107 смог запечатать протекающие сосуды и предотвратить проникновение жидкостей, блокирующих зрение, в окружающие ткани.
Попель говорит, что предыдущие исследования AXT107 в моделях животных показали, что эффект от препарата длился дольше, чем текущие процедуры, которые проходят больные. Он (препарат) образует небольшое количество прозрачного геля, который медленного высвобождается глазу. Если будет доказана эффективность у людей, пациентам может потребоваться только одна или две инъекции в глаз в год, вместо ежемесячных инъекций, которые являются текущим стандартом лечения таких заболеваний.
Попель говорит, что AXT107 обеспечивает новый терапевтический подход, который нацелен на два клинически подтвержденных пути для заболеваний сетчатки, в то время как анти-VEGF агенты нацелены только на один аспект заболевания. «В дополнение к потенциальному улучшению ответа для пациентов, более длительный эффект от AXT107 может позволить проводить менее частое дозирование, тем самым уменьшая нагрузку на лечение для пациентов», — говорит Попель.
Исследователи говорят, что они планируют проверить пептид AXT107 на безопасность и эффективность в клинических испытаниях на людях с диабетической макулопатией в следующем году.