მცენარეების სიცოცხლე მზის სხივებსა და ფოტოსინთეზზეა დამოკიდებული; იგივე პროცესი მეცნიერებმა ადამიანის თვალს მოარგეს, რითაც პოტენციურად მიიღეს მკურნალობის ახალი ვარიანტი მშრალი თვალის სინდრომისთვის — მდგომარეობის, რომელიც მსოფლიოში მილიარდზე მეტ ადამიანს აწუხებს.
სინგაპურის ეროვნული უნივერსიტეტის მკვლევრებმა ფოტოსინთეზური მემბრანების დასტები ისპანახის ფოთლებიდან „ისესხეს“ და თვალის წვეთების მეშვეობით წაუსვეს ლაბორატორიაში გაზრდილ ადამიანის თვალის უჯრედებს, ასევე იმ თაგვების თვალის უჯრედებს, რომლებიც გენური ინჟინერიით ისე იყვნენ გამოყვანილი, რომ მშრალი თვალის დაავადება ჰქონდათ.
ტრანსპლანტმა იმუშავა — გარემოს სინათლის ზემოქმედებისას, ძუძუმწოვრების თვალის უჯრედებში დამატებულმა ნანონაწილაკებმა NADPH-ის გამომუშავება დაიწყეს — ქიმიური „ბატარეის“, რომლებსაც უჯრედები მავნე დაზიანებისგან დასაცავად იყენებენ.
NADPH-ს გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს ჟანგბადის რეაქტიული ფორმების (ROS) წინააღმდეგ საბრძოლველად, რომლებიც მშრალი თვალის სინდრომის დროს იწვევენ ანთებას და უჯრედულ სტრესს.
კვლევა ჯერ ადრეულ ეტაპზეა, მაგრამ არსებობს რეალური შესაძლებლობა, რომ თვალის სიმშრალესთან დაკავშირებული წვა და ჩხვლეტა სინათლით მკურნალობით შემსუბუქდეს.
„საინტერესო აღმოჩენაა, რადგან ისტორიაში პირველებმა ვაჩვენეთ, რომ მცენარეთა ფოტოსინთეზური მექანიზმის გადანერგვა შესაძლებელია ძუძუმწოვართა ქსოვილში, რათა იქ წარმოქმნას ბიოლოგიურად სასარგებლო მოლეკულები; ამ პროცესს მთლიანად წარმართავს იგივე სინათლე, რომელიც ჩვენს მხედველობას უზრუნველყოფს. ჩვენც შეგვიძლია გვქონდეს შეზღუდული ფოტოსინთეზის უნარი“, — ამბობს სინგაპურის ეროვნული უნივერსიტეტის ბიომოლეკულური ინჟინერი სინგ კუორანი.
თავიანთ ახალ ტექნოლოგიას მკვლევრებმა LEAF დაარქვეს (light-reaction enriched thylakoid NADPH-foundry).
თილაკოიდები ქლოროპლასტების გადამწყვეტი კომპონენტებია, რომლებსაც NADPH წარმოქმნის; ქლოროპლასტები არის სტრუქტურები, რომლებიც მცენარეთა უჯრედებში ფოტოსინთეზს ახორციელებენ.
ისპანახი აირჩიეს იმიტომ, რომ მასში მაღალია ქლოროპლასტების შემცველობა და შედარებით ადვილია მისი ბიომექანიზმების ხელში ჩაგდება, რაც სხვა კვლევებშიც აჩვენეს. ბონუსის სახით კი, ეს მცენარე იაფი და ფართოდ ხელმისაწვდომია.
მკვლევრებმა აჩვენეს, რომ სინათლის ზემოქმედებიდან 30 წუთში, სინათლის მიერ გამომუშავებულმა NADPH-მა შეამცირა ჟანგბადის რეაქტიული ფორმების აქტივობა და რქოვანას იმუნური უჯრედები დააბრუნა დამცავ, ანთების საწინააღმდეგო მდგომარეობაში.
ამას გარდა, პროცესი ასევე ეფექტიანი აღმოჩნდა მშრალი თვალის სინდრომის მქონე პაციენტებისგან აღებულ ცრემლის ნიმუშებში. ამ მდგომარეობის მქონე ადამიანებში ცრემლის სითხეც შეიძლება საზიანო გახდეს. LEAF მკურნალობამ შეამცირა საზიანო ოქსიდანტების დონე — წყალბადის პეროქსიდის შემთხვევაში 95 პროცენტით.
აღმდგენი ძალა ვრცელდება როგორც თვალის შიდა, ისე გარე უჯრედებზე.
„LEAF-ის სახით, ახლა უკვე გვაქვს ტექნოლოგია, რომელიც იყენებს გარემოს სინათლეს, რათა პირდაპირ აღადგინოს მოლეკულა, რომელსაც მშრალი თვალის სინდრომი გამოლევს. ვინაიდან ის ისპანახისგანაა მიღებული, მიეწოდება თვალის მარტივი წვეთების სახით, არ საჭიროებს გარე მოწყობილობას ან დენის წყაროს და იყენებს გარემოს იმავე სინათლეს, რომელიც მხედველობას უზრუნველყოფს — გვჯერა, რომ მას კლინიკური დანერგვის ძლიერი პოტენციალი აქვს“, — ამბობს სინგაპურის ეროვნული უნივერსიტეტის ბიომოლეკულური ინჟინერი დევიდ ლეონგ ტაი ვეი.
თაგვებს ხუთი დღის განმავლობაში მკურნალობდნენ დღეში ორჯერ; LEAF-ით მკურნალობამ აჯობა პრეპარატ Restasis-ს, რომელიც ხშირად ინიშნება მშრალი თვალის სინდრომის დროს.
Restasis-ი შედარებით ძვირია და ხშირად გვერდით ეფექტებს იწვევს, როგორიცაა თვალის გაღიზიანების ზრდა. ამიტომ, არსებობს რამდენიმე მიზეზი, რომელთა გამოც ალტერნატივა ძალიან მისასალმებელია.
რა თქმა უნდა, ჯერ გასარკვევია, იმუშავებს თუ არა ის ადამიანებში. უკვე მიმდინარეობს მზადება კლინიკური ცდებისთვის.
მკვლევრებს ასევე სურთ დატესტონ, როგორ იმუშავებს ეს საშუალება გრძელვადიან პერიოდში — ამ ეტაპზე, LEAF-ის ნაწილაკები თვალის უჯრედებში იშლება და რამდენიმე საათის შემდეგ ეფექტიანობას კარგავს.
არსებობს იმის შესაძლებლობაც, რომ LEAF-მა მშრალი თვალის დაავადების მიღმაც იმუშაოს. მკვლევართა ვარაუდით, ეს მიდგომა შეიძლება გამოვიყენოთ სხვა ანთებითი დაავადებების შემთხვევაშიც — ყველგან, სადაც საჭიროა დაცვა ჟანგბადის რეაქტიული ფორმებისგან და სადაც შესაძლებელია ამაში ჩართული ქსოვილის ხილულ სინათლეზე მოშიშვლება.
„თითქმის სიურეალისტურია მომავლის იმ შესაძლო რეალობაზე ფიქრი, რომელშიც ადამიანის უჯრედებს ფოტოსინთეზის შეზღუდული, მაგრამ სასარგებლო ფორმის უნარი აქვთ არა მხოლოდ თვალებში, არამედ სხეულის სხვა ნაწილებშიც“, — ამბობს ლეონგი.
კვლევა ჟურნალ Cell-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია cde.nus.edu.sg-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
