Poznaj obecne trendy w edukacji wyższej w Raporcie Edukacyjnym Coopernicus!
Artykuł - zdjęcie główne
Nowa metoda leczenia dystrofii siatkówki

Zmysł wzroku jest jednym z pięciu powszechnie nam znanych zmysłów, które posiada człowiek. Wielu z nas zgodzi się ze stwierdzeniem, że wzrok odgrywa istotną rolę w każdej sferze codzienności. Czy zastanawialiście się kiedyś co jest główną przyczyną dziedzicznej ślepoty w świecie zachodnim [1]? Podpowiem, że jest to ta sama grupa chorób, która jako druga w kolejności odpowiada za obniżoną ostrość wzroku u dzieci [1] – dziedziczna dystrofia siatkówki. 

Dziedziczna dystrofia siatkówki

Jest to grupa schorzeń dotykająca średnio 1 na 1500-2000 osób w populacji charakteryzująca się nieprawidłową funkcją komórek siatkówki oraz ich postępującą degeneracją [1]. Jak mówi Małgorzata Pacholec – prezes stowarzyszenia Retina AMD Polska – „Osoby z dystrofiami siatkówki wiedzą, iż wszystko co mają jest na chwilę, bo wraz z diagnozą dostają informację, że cierpią na nieuleczalną chorobę, więc tak długo jak to możliwe, trzymają się świata widzących” [2]. Jest to spowodowane naturą wspomnianych schorzeń, podczas których zaburzenie wzroku postępuje aż do jego całkowitej utraty. Co więcej, ze względu na swoją rzadkość, choroby te są mało znane nawet wśród specjalistów okulistyki przez co w dalszym ciągu nie posiadają specjalistycznych kryteriów diagnozy, zasad postępowania czy metod leczenia [1]. 

Najczęstszą postacią dystrofii siatkówki jest retinopatia barwnikowa zwana również zwyrodnieniem barwnikowym siatkówki. Choroba ta dotyczy światłoczułych komórek siatkówki – pręcików i czopków oraz, jak wcześniej wspomniano, prowadzi do postępującej utraty wzroku [1]. Najczęściej schorzenie zaczyna się od utrudnionego widzenia w nocy, zwężenia pola widzenia a nawet światłowstrętu [3]. Aby dodać trochę kontekstu: retinopatia barwnikowa to choroba dziedziczna, z którą się rodzimy, dotykająca średnio 1 na 3500/4000 osób [3]. Rokowania dotyczące zwyrodnienia barwnikowego siatkówki są uzależnione od sposobu dziedziczenia choroby. U chorych z dziedziczeniem autosomalnym dominującym, ostre widzenie centralne powinno utrzymywać się do około 50 roku życia natomiast u osób z dziedziczeniem autosomalnym recesywnym/sprzężonym z chromosomem X – obniżenie ostrości wzroku następuje zazwyczaj przed 30 rokiem życia [3]. Podobnie jak u innych postaci dystrofii siatkówki, na retinopatię barwnikową na ten moment nie ma skutecznego leczenia. 

Apoptoza, czyli programowana śmierć komórek (w tym przypadku fotoreceptorów – czopków i pręcików), która występuje na przykład podczas retinopatii barwnikowej, może mieć różne podłoża patofizjologiczne. Jednym z nich jest patologiczna akumulacja ceramidów. 

Czym są ceramidy?

Ceramidy są prostymi sfingolipidami należącymi do grupy lipidów, które pełnią wiele funkcji, w tym regulację podziałów komórkowych, różnicowanie komórek, apoptozę, czyli zaprogramowaną śmierć komórki oraz proces starzenia [4,8]. W przypadku choroby Alzheimera, wysokie stężenie ceramidów może prowadzić do indukcji apoptozy zależnej od mitochondriów, zwiększenia syntezy reaktywnych form tlenu oraz zmniejszenia poziomu ATP [4]. To pozwala przypuszczać, że szlak ceramidowy obecny w tej jednostce chorobowej może bezpośrednio stymulować zmiany zachodzące w mózgu u osób cierpiących na chorobę Alzheimera [8]. 

W ostatniej dekadzie zainteresowanie rolą ceramidów w siatkówce oka wzrosło, ponieważ badania wykazały, że ceramidy wpływają na wiele procesów, takich jak proliferacja (podział), przeżycie, migracja, tworzenie nowych naczyń krwionośnych, stan zapalny i apoptoza komórek siatkówki [6,8]. Ze względu na to, że pogorszenie tych procesów jest związane z zaburzeniami związanymi z degeneracją siatkówki, ceramidy są traktowane jako czynnik istotny dla postępu tych zaburzeń [6,8].

Niedawno opublikowane wyniki badań naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine wykazały, że akumulacja ceramidów w siatkówce oka, spowodowana brakiem receptora adiponektyny 1 (AdipoR1) – jednego z głównych enzymów regulujących homeostazę ceramidów w siatkówce oka, doprowadza do stopniowej śmierci fotoreceptorów i utraty wzroku [5]. Jednym z wiodących badaczy we wspomnianym zespole naukowym, który na początku 2022 roku dokonał tego przełomowego odkrycia, jest Dr. Dominik Lewandowski. 

Farmakologiczne obniżenie poziomu ceramidów 

Dr. Dominik Lewandowski jest naukowcem na Uniwersytecie Kalifornijskim, Irvine na wydziale okulistyki. Wspomniane wcześniej rezultaty pracy zespołu badawczego, z Dr. Lewandowskim na czele, zostały opublikowane w prestiżowym Journal of Clinical Investigation Insight. Naukowcy dowiedli, że farmakologiczne obniżenie poziomu ceramidów w siatkówce (poprzez podanie dezypraminy i L-cykloseryny) chroni fotoreceptory przed apoptozą, a także pomaga zachować strukturę i funkcję siatkówki oraz poprawia widzenie [5]! Nagromadzenie ceramidów w siatkówce, najprawdopodobniej spowodowane niewystarczającą aktywnością enzymu – ceramidazy, doprowadziło do śmierci komórek fotoreceptorowych. Niemniej jednak, po leczeniu kombinacją dezypraminy i L-cykloseryny, leków zatwierdzonych przez amerykańskie FDA (ang. Food and Drug Administration) jako bezpieczne u ludzi ponad 30 lat temu, poziomy ceramidów u badanych myszy zostały obniżone. Co więcej, naukowcy zaobserwowali u nich również poprawę widzenia w świetle dziennym. 

Dr. Dominik Lewandowski podkreśla, że proponowane nieinwazyjne leczenie farmakologiczne jest znacznie łatwiejsze do osiągnięcia u ludzi oraz nieporównanie tańsze niż terapia genowa. Terapia genowa, która jest uważana za przyszłościową w leczeniu niektórych przypadków retinopatii barwnikowej, jest bowiem inwazyjna i wymaga skomplikowanych procedur, co znacząco zwiększa jej koszty.

Wielowymiarowość odkrycia

Wysoki poziom ceramidów obecny jest również w innych stanach chorobowych takich jak choroba Alzheimera, rak, cukrzyca typu 2, stwardnienie rozsiane, choroby układu krążenia oraz niealkoholowa stłuszczeniowa choroba wątroby, a także ciężkie w przebiegu przypadki zakażenia COVID-19 [7]. Warto zatem zauważyć, że strategia proponowana przez zespół Dr. Lewandowskiego może mieć szerokie zastosowanie. 

Bibliografia:

  1. Polska RA. Wstęp – IRD – Główna przyczyna dziedzicznej ślepoty w zachodnim świecie. (www.retinaamd.org.pl). Dostępne na: http://retinaamd.org.pl/informator-badania-genetyczne/wstep-ird-glowna-przyczyna-dziedzicznej-slepoty-w-zachodnim-swiecie/
  2. Matusewicz K.  Dystrofie siatkówki – ocalenie wzroku jest bezcenne. 2021.Dostępne na: https://pulsmedycyny.pl/dystrofie-siatkowki-ocalenie-wzroku-jest-bezcenne-1110675
  3. Starzyk K. Zwyrodnienie Barwnikowe Siatkówki. Przegląd Okulistyczny. 2010. Dostępne na: https://www.przegladokulistyczny.pl/zwyrodnienie_barwnikowe_siatkwki
  4. Car H, Zendzian-Piotrowska M, Fiedorowicz A, Prokopiuk S, Sadowska A, Kurek K. Rola ceramidów w wybranych patologiach mózgu: ischemia/hipoksja, choroba Alzheimera. Postepy Hig Med Dosw. 2012. Dostępne na: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22706115/
  5. Lewandowski D, Foik AT, Smidak R, Choi EH, Zhang J, Hoang T, et al. Zatrzymanie akumulacji ceramidów u myszy AdipoR1–/– zwiększa przeżycie fotoreceptorów oraz polepsza wzrok. JCI Insight. 2022. Dostępne na: https://insight.jci.org/articles/view/156301
  6. Simón MV, Prado Spalm FH, Vera MS, Rotstein NP. Sfingolipidy jako wyłaniające się mediatory w degeneracji siatkówki. Front Cell Neurosci. 2019. Dostępne na: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31244608
  7. Khodadoust MM. Inferring a causal relationship between ceramide levels and COVID-19 respiratory distress. Sci Rep. 2021. Dostępne na: https://www.nature.com/articles/s41598-021-00286-7
  8. Lewandowski D, et al. Dynamic lipid turnover in photoreceptors and retinal pigment epithelium throughout life. Progress in Retinal and Eye Research. 2022. Dostępne na: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1350946221000987 
Dominik Lewandowski
Bio:
Dr. Dominik Lewandowski is a Project Scientist at the University of California, Irvine. He has a background in multiple disciplines, including biochemistry, molecular biology, and ophthalmology. In 2016 he defended his Ph.D. thesis, where he characterized molecular mechanisms underlying interactions between Lyme disease bacteria and its tick vector. These findings are of interest in the Lyme disease field and can be used to find preventative measures to limit the transmission of pathogenic bacteria. For his doctoral dissertation, he received multiple distinctions, including the prestigious award for best Ph.D. thesis granted by Polish Prime Minister. In 2017, Dr. Lewandowski successfully switched fields from Lyme disease research to vision science, starting post-doctoral research in Prof. Krzysztof Palczewski's lab – one of the top vision scientists in the world. Since then, he has been fascinated by eye research, focusing on deciphering the mechanisms of retinal degenerative diseases and establishing novel strategies for preventing and treating these disorders. Recently, Dr. Lewandowski discovered that adiponectin receptor 1 is one of the principal enzymes regulating ceramide homeostasis in the retina, and its dysfunction in mice leads to an accumulation of ceramides, resulting in photoreceptor cell death and, ultimately, vision loss. He also found that pharmacological lowering of ceramide levels protected photoreceptors, helped preserve the retina's structure and function, and improved vision, published in a prestigious medical journal JCI Insight in 2022. Lately, being nominated by co-workers and awarded Outstanding Postdoctoral Fellow 2022 by the University of California Irvine, he continues to explore the roles of ceramides and other lipids in retinas' health and disease.
Wiktoria Bulik
Bio:

Absolwentka studiów pierwszego stopnia na kierunku Biomedycznym na University of Bedfordshire w Wielkiej Brytanii. Pasjonuje się nauką, przedsiębiorstwem i innowacjami medycznymi. Uwielbia się rozwijać i zdobywać nową wiedzę. Na co dzień pracuje w branży biotechnologicznej, udziela się społecznie i bierze udział w wielu interesujących projektach zarówno w Polsce jak i za granicą.

Napisany przez:

Wiktoria Bulik

Dodaj komentarz