Серин против „дијабетичких“ крвних судова у мрежњачи: шта је студија показала

Рад објављен у часопису Theranostics од стране групе са Харварда/Дечје болнице у Бостону открио је да суплементација уобичајеном аминокиселином серином значајно сузбија абнормалну пролиферацију крвних судова у мрежњачи (неоваскуларизацију) код класичног мишјег модела хипоксичне ретинопатије. Ова „абнормална“ васкуларна формација је основа ретинопатије превремено рођених и пролиферативне дијабетичке ретинопатије, два водећа узрока губитка вида.

Идеја укратко

Током хипоксије, фоторецептори доживљавају енергетску глад и шаљу сигнал да „изграде више крвних судова“ – то резултира многим крхким, пропусним капиларима. Аутори су тестирали да ли би овај патолошки одговор био ослабљен ако би се мрежњача хранила серином (кључном аминокиселином у метаболизму једноугљеничних група и прекурсором бројних липида). Одговор је да, и то прилично убедљиво.

Шта су тачно урадили?

• Коришћен је модел ретинопатије индуковане кисеоником (OIR): новорођени мишеви су држани у 75% O₂, а затим пребачени на ваздух - то узрокује „таласасту“ смрт, а затим и хипоксију мрежњаче са врхунцем неоваскуларизације 17. дана живота.
• Серин је давао системски (интраперитонеално или орално) током периода релативне хипоксије. Мајке су одвојено стављене на дијету са ниским садржајем серина/глицина да би се видео супротан ефекат.
• Групе су упоређене по површини неоваскуларизације и „безкрвним“ зонама и спроведена је „мултимична“ анализа мрежњаче: метаболомика, липидомика, протеомика, scRNA-секвенцирање. Плус фармакологија: блокирали су β-оксидацију масних киселина (етомоксир/малонил-КоА) и митохондријалну АТП синтазу (олигомицин) да би се проверило преко чега серин делује.

Кључни резултати

• Мање патолошких крвних судова. Серин је значајно смањио површину неоваскуларизације; док га је недостатак серина/глицина у исхрани мајки, напротив, повећао.
• Енергија је у центру приче. Ефекат серина је нестао када су инхибиране оксидација масти (FAO) или оксидативна фосфорилација (OXPHOS). То јест, заштита зависи од митохондрија. У протеомици долази до повећања OXPHOS протеина; у транскриптомици долази до повећања „респираторних“ гена и смањења проангиогених сигнала у кластеру фоторецептора штапића.
• Трагови липида. Фосфатидилхолини, најчешћа класа мембранских фосфолипида, повећали су се у мрежњачи, што је логично за ткива са колосалним прометом мембрана (фоторецептори).
• Кандидат за медијатора: HMGB1 је идентификован као могући нодални регулатор путем којег серин пригушује проангиогене сигнале током хипоксије.

Зашто је ово важно?

Данашњи „тешки“ третмани — ласер и анти-VEGF ињекције — чувају вид, али имају ограничења и потенцијалне ризике, посебно код одојчади. Једноставна нутритивна стратегија усмерена на метаболизам неурона мрежњаче могла би бити благи додатак или „мост“ између третмана. Подаци посматрања код људи су индиректно конзистентни: низак серин је повезан са макуларном неоваскуларизацијом, а ремоделирање серин/глицин пута је описано код РОП и дијабетичке ретинопатије. Овај рад додаје узрочност, иако у моделу.

Пазите: ово су за сада мишеви

• OIR је модел, а не потпуна копија људских болести; директно „превођење“ доза серина на људе се не може извршити.
• Системска суплементација аминокиселинама није „безопасни витамин“: у неким условима, вишак аминокиселина/метаболичке промене могу имати нежељене ефекте.
• Потребне су клиничке студије: безбедносни режими, прозори ефикасности (код превремено рођене деце у односу на одрасле са дијабетичком ретинопатијом), комбинација са анти-VEGF и утицај на почетно васкуларно ремоделирање.

Шта је следеће?

Логични следећи кораци су мали клинички пилот пројекти са биомаркерима митохондријалне функције/профила липида мрежњаче, тестирање серина у комбинацији са постојећим терапијама и проналажење прецизних „молекуларних дугмета“ (исти HMGB1) за циљану интервенцију без системског оптерећења аминокиселинама.