Результаты недавнего эксперимента на грызунах демонстрируют эффективность инновационных глазных капель, использующих фотосинтетический аппарат шпината для терапии синдрома сухого глаза.
Ученые разработали офтальмологическое средство, позволяющее тканям глаза проводить первичные стадии процесса фотосинтеза.
Согласно материалу, опубликованному 15 мая в журнале Cell, капли, содержащие биокомпоненты из листьев шпината, задействуют светозависимые реакции для купирования симптомов сухого глаза. Несмотря на то что работа проводилась на мышах, исследователи рассчитывают, что в перспективе данная методика будет адаптирована для лечения людей.
Кори Аллард, клеточный биолог из Гарвардской медицинской школы, не принимавший участия в проекте, назвал этот подход «изящным инженерным решением», продиктованным примерами симбиоза в дикой природе.
Растения преобразуют солнечную энергию в глюкозу с помощью фотосинтеза, который протекает в специальных органеллах — хлоропластах. Хотя классическая биология утверждает, что животные не способны к фотосинтезу [стоит уточнить, что некоторые виды все же обладают подобной адаптацией], отдельные морские организмы, например, некоторые виды брюхоногих моллюсков, похищают хлоропласты из поглощаемых водорослей для получения дополнительной энергии.
Дэвид Тай Леонг, инженер-химик из Национального университета Сингапура, вместе с коллегами задался вопросом, можно ли использовать подобный механизм для восстановления слезной пленки и подавления воспалительных процессов, вызываемых окислительным стрессом в глазах млекопитающих.
Для создания препарата исследователи извлекли из хлоропластов шпината тилакоидные граны — структуры, содержащие хлорофилл, отвечающие за начальные этапы светозависимых реакций. Полученные частицы инкапсулировали в микроскопические носители, сформировав систему LEAF («обогащенная светореакционная фабрика NADPH»).
Применение капель LEAF способствовало значительному снижению воспаления у подопытных мышей. В процессе синтеза хлоропласты вырабатывают NADPH — мощный антиоксидант, который нейтрализует вредные соединения, провоцирующие дискомфорт и повреждение тканей глаза.
Уже через пять дней терапии состояние роговицы и слезоотделение у животных улучшились до показателей, сопоставимых с действием традиционных коммерческих препаратов, значительно опережая группу, получавшую плацебо в виде физраствора.
«Глаз идеально подходит для такой терапии, поскольку свет является естественным фактором его функционирования», — отметил доктор Сяньфэн Линь из Медицинского факультета Чжэцзянского университета. Ранее, в 2022 году, он публиковал исследование в журнале Nature, где аналогичная фотосинтетическая система применялась для борьбы с воспалением суставов.
По словам Линя, это открывает новую главу в офтальмологии, превращая орган зрения из простого рецептора в зону для локального метаболического восстановления тканей.
Несмотря на использование хлорофилла, капли остаются прозрачными из-за предельно низких, но эффективных рабочих концентраций.
«Мы оптимизировали механизм так, что нам не требуется большое количество LEAF, поэтому никакого изменения цвета глаз не произойдет», — пояснил Леонг.
Технология пока не готова к массовому внедрению: впереди долгий путь клинических испытаний на безопасность и долгосрочную эффективность. Тем не менее, команда разработчиков уже планирует первые тесты на людях. Если препарат получит одобрение, он станет удобным способом лечения, который активируется простым дневным светом, гармонично встраиваясь в повседневную жизнь пациента.
