«Командная наука» дает принципиально новые возможности ранней диагностики глаукомы
При глаукоме одни повреждения /гибель или утрата одних клеток/ возникают раньше других. Общебиологические механизмы выживания и восстановления нервных клеток сетчатки начинают проясняться
Профессор Джеффри Л. Голдберг, офтальмолог Медицинской Школы Университета Стэнфорд в своем докладе ««Биомаркеры и новейшие средства лечения: интеграция терапевтических и диагностических моделей» на симпозиуме «Новые горизонты в исследовании глаукомы» в Сан-Франциско 3 февраля 2017 года выразил глубокую признательность проекту Glaucoma Research Foundation за возможность проводить углубленные исследования и получать блестящие результаты в работе с больными глаукомой (об этом проекте см. также другие наши материалы в разделе «Актуально»- прим. Гл. ред).
Научный прогресс в этой области феноменален.
Исследовательский проект Glaucoma Research Foundation и его подпроект Catalyst for a Cure Investigators позволил выявить три группы внутриклеточных механизмов возможного управления глаукомным процессом: защищающие, укрепляющие и восстановительные.
На фотографии: разработчики поискового научного проекта Catalyst for a Cure investigators Jeffrey L. Goldberg, MD, PhD, Alfred Dubra, PhD, Vivek Srinivasan, PhD, Andrew G. Huberman, PhD [https://www.glaucoma.org/news/events/photos—from—the-2017-annual—dinner.php]
Иначе говоря, исследователи исходили из того, что нервные клетки глаза, пораженного глаукомой, должны выживать за счет универсальных общебиологических (фундаментальных) механизмов сопротивления, за счет своих ресурсов энергетики, пластичности обмена веществ, физических свойств прочности и других качеств. Равным образом, здоровые нервные клетки сетчатки функционируют благодаря общебиологическим универсальным механизмам обмена веществом и энергией, работы мембранного аппарата, универсальным биохимическим циклам и физиологическим процессам. Сочетание этого фундаментального научного знания с современными внутриклеточными технологиями (клеточной инженерией) дало поразительные результаты.
Наряду с этим, выявление биомаркеров дает сегодня возможность оценивать риски, уверенно ставить диагнозы, судить о прогрессировании глаукомы, и, самое важное, — говорить о выходе науки непосредственно в клинические условия, к больным.
«Благодаря проекту Glaucoma Research Foundation, — сказал в своем выступлении Дж. Голдберг, — появилась возможность сосредоточиться не столько на внутриглазном давлении как таковом, сколько на процессах в задней камере глаза, то есть на ганглиозных ретинальных клетках (нейронах сетчатки)».
Сегодня хорошо известно, что именно нейроны сетчатки и их аксоны (отростки) повреждаются при глаукоме. После повреждения зрительного нерва нейроны сетчатки не регенерируют и не пополняются (не замещаются новыми).
Поэтому Дж. Голдберг предложил присутствующим: « Прошу вас отвлечься на некоторое время и представить себе: каким образом мы можем диагностировать глаукому? Мы все знаем о трудностях на этом пути. Периметрия, рутинные методы осмотра… Как мы можем знать – правильно ли лечим, должным ли образом? Пациенты, сидящие перед вами, — получают ли они лечение в полной мере? На самом деле нам приходится выжидать пару лет и тогда только смотреть, ухудшается ли их поле зрения, и тогда только сказать, правильно ли их лечили. Очевидно, что это не лучший способ работы с пациентами. И тогда возникает вопрос – а как мы вообще разрабатываем и тестируем новые методы лечения?»
Сегодня, — говорил Дж. Голдберг, — можно уже говорить о реальных способах отслеживания состояния больных глаукомой, благодаря результатам исследовательской группы Dave Calkins в модельных опытах на животных и первых испытаниях на человеке.
Таким образом, как мы можем оценить состояние глаукомного больного, пока не стало слишком поздно? Как мы можем использовать открывающиеся перед нами возможности? Итак, сейчас мы располагаем несколькими способами оценки состояния глаукомного процесса. Конечно, современными методами, в частности, оптической когерентной томографии, мы можем отследить (уже имеющуюся – прим. Пер.) атрофию зрительного нерва, изменения структуры слоя нервных волокон («прореживание»), но насколько мы можем повысить эффективность отслеживания этих процессов и понять, находится ли именно в данную минуту сидящий перед нами пациент в беде? На чем мы обязаны в самом деле сосредоточиться – это на утрате ретинальными ганглиозными клетками их метаболических функций или специфических свойств, и на сопутствующих этой утрате процессах (выделено нами – Гл. ред).
Такой принципиально новый способ работы с больными глаукомой становится возможным благодаря исследованиям, проводящимся в рамках упомянутого проекта в Университетах Висконсин, Стэнфорд, Сан-Диего.
Принцип работы группы, который стал столь успешным – это командная наука. Он заключается в том, что в одной команде объединяются неврологи, специалисты по глаукоме, инженеры по оптической биометрии. Выявляются фундаментальные общебиологические процессы, которые выносятся из лаборатории в клиническую практику.
Так, например, группа Энди Хубермана обнаружила, что ретинальные ганглиозные клетки сетчатки различаются по избирательной чувствительности к свету по скорости «втягивания» нервных отростков – дендритов в присутствии или в отсутствие светового раздражителя. При глаукоме чрезвычайно быстро происходит такое втягивание дендритов в клетках, чувствительных к отсутствию света («выключенных»), тогда как клетки, чувствительные к наличию света («включенных), остаются относительно спокойными. Исследовательская группа полагает, что ими может быть предложен принципиально новый способ отслеживания глаукомного процесса по сравнительной динамике количества «выключенных» клеток в поле зрения.
Другой пример- разрушение митохондрий. С помощью клеточной инженерии удалось показать, как движутся митохондрии в сетчатых структурах аксонов нервных ганглиозных клеток. Оказалось, что при глаукоме поток митохондрий направлен сверху вниз в сторону выхода из ганглиозной клетки наружу. Предстоит четко ответить на вопрос, насколько связаны такие миграции и разрушения митохондрий ганглиев сетчатки с изменением внутриглазного давления.
Представляется, — сказал докладчик, — что такой «исход» митохондрий и их разрушение может быть диагностическим предвестником резкого ухудшения состояния больного глаукомой.
Докладчик упомянул также о предварительных испытаниях так называемого цилиарного нейротрофического фактора как терапевтического инструмента для улучшения состояния больных глаукомой. В ткани глаза добровольцев имплантируется своего рода «подкармливающий субстрат» в виде мембраны, питающий сетчатку и зрительный нерв и не влияющий на внутриглазное давление. В предварительных результатах наблюдается реальное утолщение слоя нервных волокон зрительного нерва и улучшаются показатели контроля полей зрения в обработанном глазу по сравнению с необработанным. То есть возникают предпосылки к тому, чтобы говорить о последовательном биологическом эффекте терапевтического воздействия на ганглиозные клетки сетчатки. Более того, очевидно, что существуют определенные биологические механизмы выживания и восстановления нервных клеток сетчатки (выделено нами – гл. Ред.). В настоящее время группа приступает к проверке этого рабочего предположения на пациентах с различными дефектами полей зрения.
Таким образом, новые инструменты ранней диагностики, основанные на знании и понимании врачом законов поведения живой клетки при глаукоме, выдвигают и новые требования к уровню подготовки специалистов-офтальмологов (терапевтов и хирургов), и совершенно иные требования к уровню их профессиональных компетенций – знания фундаментальной клеточной биологии, физиологии, биохимии, молекулярной биологии в норме и в ситуации различных глазных патологий, а также понимания принципов оптической биоинженерии.
Источник: https://www.glaucoma.org/research/biomarkers—and—drug—discovery—jeffrey—l—goldberg—md—phd.php
Подготовила – Н. Флорова