= ОБЗОРЫ
УДК 613.98;612.67/.68
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ АСПЕКТЫ ПЕПТИДНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ФУНКЦИЙ СЕТЧАТКИ ПРИ ПИГМЕНТНОМ РЕТИНИТЕ
© 2014 г. В. Х. Хавинсон1, 2, В. Е. Проняева2, Н. С. Линькова2, С. В. Трофимова2, Р. С. Умнов2
Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург 2Санкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологии Поступила в редакцию 13.11.2012 г.
Пептидные биорегуляторы способствуют восстановлению физиологической активности сетчатки при пигментном ретините у лиц старшей возрастной группы и в модельных исследованиях на животных. Молекулярный механизм физиологической активности пептидов связан с их способностью эпигенетически регулировать синтез белков-маркеров дифференцировки нейронов сетчатки и пигментного эпителия.
Ключевые слова: пептиды, пигментный ретинит, эпигенетическая регуляция, дифференцировка клеток.
Б01: 10.7868/80131164614010068
Зрительный анализатор играет ведущую роль в получении информации об окружающей среде. Контроль состояния зрительных функций, а также повышение и поддержание функциональных возможностей органа зрения являются актуальными задачами современной офтальмологии.
Пигментный ретинит (ПР) занимает первое место среди наследственных заболеваний сетчатки и приводит к слепоте с первичным поражением пигментного эпителия и фоторецепторов [1]. Это обусловлено распространенностью данного заболевания (частота случаев в популяции составляет 1 на 3 тысячи человек, во всем мире насчитывается около 1.5 млн больных) и отсутствием эффективных способов его лечения. Особенностью ПР является бессимптомное начало заболевания [2]. Диагностика ПР на ранних стадиях и его лечение затруднены.
Физиологически ПР выражается в снижении функции палочек и концентрическом сужении поля зрения [3]. Дегенерирующие наружные сегменты палочек удаляются и перевариваются пигментным эпителием, что приводит к сильной пигментации. Диагноз ПР устанавливают на основании характерной офтальмоскопической картины (отложение пигмента в виде "костных телец", уменьшение количества и истончение сосудов, восковидная бледность диска зрительного нерва), функциональных симптомов (повышение порогов световой чувствительности, концентрическое сужение полей зрения) и данных электро-ретинографии (ЭРГ), количественно характери-
зующей функции фоторецепторов и клеток пигментного эпителия сетчатки.
В настоящее время для восстановления зрительной функции используются различные подходы с применением достижений молекулярной биологии. Так, J. Elliot и соавт. предлагают способ восстановления функциональной активности нейронов сетчатки путем заместительной клеточной терапии с применением нейрональных стволовых клеток [4]. В их исследовании было установлено, что экспрессия гена ikaros верифицируется в ранних предшественниках нейронов, способных дифференцироваться в 7 типов рети-нальных клеток. Однако эта экспериментальная разработка пока еще не применялась в клинической практике. В других исследованиях также описывается возможность применения полипо-тентных клеток для лечения патологии сетчатки, однако все эти работы посвящены только экспериментам на лабораторных животных. Терапевтическое действие полипотентных клеток изучается на животных с наследственной ретинальной патологией [5—8].
Кроме того, известно, что для замедления развития ПР применяются антиоксиданты — витамины А и Е, однако эти вещества могут использоваться только в качестве вспомогательных рети-нопротекторных средств и по данным некоторых авторов оказываются неэффективными [9].
Таким образом, применение полипотентных клеток-предшественников нейронов в настоящее время находится только на стадии изучения in vit-
9
129
Таблица 1. Динамика результатов статистической компьютерной периметрии у пациентов контрольной и основной группы с пигментным ретинитом (ПР) [16]
Количество тест-объектов в поле зрения (%)
Характеристика до лечения после лечения через 3 мес. после лечения
поля зрения стадия ПР стадия ПР стадия ПР
III IV V III IV V III IV V
Контрольная группа
Норма 37.6 8.3 1.6 38.9 8.0 1.7 34.2 8.5 1.5
Относительные скотомы 28.2 7.5 3.1 23.7 7.9 2.9 30.7 2.3 1.1
Абсолютные скотомы 34.2 84.2 95.3 37.4 84.1 95.4 35.1 89.2 97.4
Основн я группа
Норма 35.4 8.5 1.1 43.3 11.1 2.1 46.1 13.8 2.6
Относительные скотомы 28.1 11.1 2.1 30.3 14.8 3.7 31.2 15.8 4.8
Абсолютные скотомы 36.5 80.4 96.8 26.3 74.1 94.1 22.7 70.4 92.6
го и на животных, и не применяется в лечебной практике ПР, а антиоксидантные препараты при терапии ПР могут играть лишь вспомогательную роль.
Однако в клинической практике успешно применяется новая группа препаратов — пептидных биорегуляторов [10—12], среди которых наибольший интерес представляют пептиды, обладающие тканеспецифическим действием [13—15]. Ведущим пептидным биорегулятором в офтальмологии, разрешенным к медицинскому применению Минздравом РФ, является ретиналамин [16]. Двадцатилетний опыт использования ретиналамина, выделенного из сетчатки животных, при рети-нальных заболеваниях различной этиологии показал высокую клиническую эффективность данного препарата [17]. Установлено, что применение ретиналамина способствует улучшению функционального взаимодействия пигментного эпителия и наружных сегментов фоторецепторов, регуляции процессов метаболизма, активации антиоксидантной защиты и восстановлению световой чувствительности сетчатки. Многолетние исследования применения ретиналамина у больных ПР показали его высокую эффективность — в 90% случаев было достигнуто клиническое улучшение [16]. Применение ретиналамина вызывало достоверное повышение зрительных функций (изменение остроты зрения, расширение границ поля зрения) и улучшение результатов электрофизиологического исследования, а также способствовало улучшению соматического статуса и нормализации антирадикальной активности крови у всех пациентов (табл. 1). При использовании ретиналамина у больных ПР не было выявлено побочных реакций, осложнений или лекарственной зависимости, даже у лиц с неблагоприятным аллергологическим анамнезом [18].
При исследовании индукции ретиналамина на клетки полипотентной ткани эктодермы ранней га-струлы Xenopus Laevis было доказано, что ретиналамин обладает нейральной индукционной активностью. После воздействия препарата на эктодерму запускается нейральная дифференцировка, включая сетчатку и пигментный эпителий [19].
На основе аминокислотного анализа ретиналамина был синтезирован тетрапептид Ala-Glu-Asp-Gly, обладающий выраженным геропротек-торным и антиоксидантным действием, а также регулирующий процессы клеточного метаболизма в сетчатке [20]. Улучшение клинического течения ПР под действием пептида сетчатки обосновано данными экспериментальных исследований.
В предыдущих исследованиях было изучено влияние тетрапептида на характер течения ПР у крыс линии Campbell. Крысы Campbell — бледно-капюшонные розовоглазые гомозиготные по наследственной ретинальной дистрофии с нарушением специфической фагоцитарной функции ре-тинального пигментного эпителия. Для оценки влияния тетрапептида на течение ПР у животных использовали электрофизиологическую и гистологическую методики исследования. ЭРГ является ведущим методом в оценке функционального состояния сетчатки и позволяет выявить не только выраженные дистрофические изменения сетчатки, но и диагностировать биохимические и функциональные нарушения, которые предшествуют клиническим проявлениям болезни.
У крыс контрольной группы с наследственным ПР отмечено резкое снижение биоэлектрической активности с 23-х по 35-е сут, а к 53 сут ни у одного животного не удалось зарегистрировать ЭРГ. Под действием тетрапептида у крыс отмечено нарастание величины ЭРГ — с 23 сут амплитуда ЭРГ
Таблица 2. Влияние тетрапептида на биоэлектрическую активность (суммарная активность волн A, B и C элек-троретинограммы, мкВ) сетчатки крыс линии Campbell
Группа Срок наблюдения, сут
23 35 41 53 65 71 81
Контроль 90.5 ± 11.2 80.6 ± 9.2 38.4 ± 7.4 0 0 0 0
Опыт 94.5 ± 12.1 106.6 ± 13.3* 107.1 ± 12.8* 91.4 ± 11.7 68.3 ± 9.5 54.1 ± 8.4 21.6 ± 5.8
*р < 0.05 — по сравнению с показателем в контроле [21, 22].
в основной группе удерживалась на относительно высоком уровне и только с 41 сут начала медленно снижаться. Таким образом, к 41 сут амплитуда ЭРГ в основной группе превышала контрольную в 2.8 раза (табл. 2).
Сравнительное изучение гистологических препаратов сетчатки крыс основной и контрольной групп на 35 сут показало большую сохранность морфологических структур под действием тетрапептида — все слои имели более четкие границы, в то время как у животных контрольной группы произошло сужение всех слоев сетчатки. На 41 сут у крыс контрольной группы наблюдалась деструкция слоев, при этом морфологическая картина в основной группе оставалась сохранной. На 71 сут в основной группе происходила частичная деструкция слоев, при этом слой фоторецепторов сохранялся и интенсивно окрашивался. На 81 сут, несмотря на деструктивные изменения, некоторые функциональные элементы сетчатки сохранялись. Таким образом, применение тетрапептида способствовало удлинению периода сохранения морфологической структуры сетчатки крыс в 2 раза.
Далее было проведено исследование по изучению влияния тетрапептида на культуру клеток сетчатки и пигментного эпителия у крыс. Пептид в концентрации 2, 10, 20, 50, 100, 200 нг/мл добавляли в культуру клеток два раза в неделю в течение 1 мес. Для определения митогенной активности тетрапептида в культуре клеток применяли метод спектрофотометрического определения живых клеток в суспензии.
Было установлено, что клетки пигментного эпителия пролиферируют активнее клеток сетчатки. Результаты 1-й недели культивирования показали, что наибольшая митогенная активность в культурах клеток сетчатки наблюдается при концентрации тетрапептида 10 и 100 нг/мл, в культуре клеток пигментного эпителия — при концентрациях 10 и 20 нг/мл. Через 3 нед наиболее активная пролиферация наблюдалась при концентрациях 2 и 10 нг/мл [23].
Полученные данные указывают на способность тетрапептида активировать пролиферацию клеток в культурах сетчатки
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.