Скрытые дренажные сосуды в глазах могут помочь объяснить потерю зрения

Фото из открытых источников

Задняя часть глаза постоянно вырабатывает отходы, перемещает жидкость и удаляет клеточный мусор. Более столетия ученые пытаются объяснить, куда именно все это девается. Этот вопрос важен, потому что одними из основных причин слепоты являются скопления вещества вблизи сетчатки — тонкой ткани, отвечающей за зрение.

Однако исследователям так и не удалось обнаружить лимфатическую дренажную систему, которая обычно отвечает за подобную очистку в других частях тела. Теперь учёные, возможно, нашли недостающий маршрут. Результаты исследования опубликованы в журнале Translational Vision Science & Technology.

У мышей введенный за сетчатку индикатор выходил из глаза и достигал лимфатических узлов на шее всего за 20 минут. Это открытие выявило ранее неизвестный путь оттока жидкости, который может изменить представление исследователей о глаукоме, дегенерации макулы и других серьезных заболеваниях глаз.

Практически в каждом органе есть лимфатические сосуды — тонкостенные каналы, которые собирают остатки жидкости, удаляют белковые отходы и доставляют иммунные клетки в лимфатические узлы. Глаз был исключением.

Это предположение начало давать сбой в 2009 году, когда в статье были обнаружены лимфатические сосуды в ресничном теле передней части человеческого глаза. Авторы назвали этот путь увеолимфатическим путем. Двое из них с тех пор задаются вопросом, есть ли что-то подобное в задней части глаза.

Новую работу возглавила профессор Ниру Гупта из Университета Британской Колумбии (UBC). Она сотрудничала с профессором Йени Юджелем из Университета Торонто (U of T).

Передняя часть глаза была более удобным местом для наблюдения. Зрение происходит в задней части глаза, и так происходит большинство случаев слепоты.

«За зрение отвечает сетчатка, и именно в ней возникают многие из самых серьезных заболеваний, приводящих к потере зрения», — сказал Юджель.

Работая с мышами под наркозом, команда ввела в супрахороидальное пространство трассеры, изготовленные из распространенного белка крови. Этот тонкий зазор расположен между прочной внешней стенкой глаза и слоем, насыщенным кровеносными сосудами, расположенным под сетчаткой .

Один из индикаторов отображался на МРТ-снимках. Второй светился в ближнем инфракрасном диапазоне, что позволило исследователям наблюдать за движением жидкости внутри живого организма, вместо того чтобы впоследствии восстанавливать ее траекторию по срезам тканей.

Жидкость не растекалась во всех направлениях. Она стекала к той стороне глазницы, которая обращена к носу, каждый раз по одному и тому же пути. Через двадцать минут после инъекции при визуализации головы и шеи было обнаружено наличие радиоактивного индикатора в лимфатическом узле на той же стороне, что и обработанный глаз. Введенная сторона передавала гораздо больше сигнала, чем другая. Случайное распространение жидкости не привело бы к такому результату.

Сосудистая оболочка глаза представляет собой плотный слой кровеносных сосудов, расположенных между сетчаткой и белой стенкой глаза. Она обеспечивает большую часть кислорода, расходуемого сетчаткой. Предыдущие поиски лимфатических сосудов в этом слое не дали результатов, и исследования в этой области практически прекратились.

Под конфокальным микроскопом сосуды сосудистой оболочки глаза у этих мышей содержали три белка, которые обнаруживаются вместе в лимфатической ткани, а не в обычных кровеносных сосудах. Введенный трассер находился внутри этих же сосудов.

Именно это сочетание превращает подозрение в целостный путь. До этого исследования никто не прослеживал движение жидкости из-за сетчатки, через сосуды в сосудистой оболочке и в лимфатическую систему как единый непрерывный путь. Команда назвала это путем POLO, что расшифровывается как задний глазной лимфатический отток.

«Мы были удивлены, увидев такой прямой путь оттока жидкости из глаза и ее соединения с лимфатической системой», — сказал Юджель.

«Сетчатка глаза — одна из наиболее метаболически активных частей тела, постоянно вырабатывающая побочные продукты, которые необходимо выводить», — сказал Гупта.

Светочувствительные клетки ежедневно сбрасывают изношенные кончики своих структур, а слой клеток под ними поглощает эти отходы. Белки вытекают из кровеносных сосудов. Иммунные клетки приходят и уходят, оставляя после себя мусор. Все это должно куда-то деться.

В обзоре 2022 года, посвященном этой области, было отмечено, насколько плохо изучена эта территория. Ученые extensively исследовали дренаж в передней части глаза, в то время как задняя часть оставалась в значительной степени предметом предположений.

Накопление отходов при глаукоме и макулярной дегенерации всегда выглядело как провал системы очистки. Никто не мог сказать, что именно не работает, потому что система очистки еще не была найдена.

В офтальмологических клиниках уже сейчас вводят лекарства в супрахороидальное пространство, поэтому используемый здесь способ введения не является необычным. Результаты показывают, что всё, что попадает внутрь, не просто скапливается и ждёт абсорбции.

В более раннем исследовании Гупта и Юджель показали, что распространенные глазные капли от глаукомы увеличивают лимфатический отток из глаза у мышей. Проверяется, будет ли новый, изученный путь, действовать аналогичным образом.

«Это открывает нам совершенно новые возможности для понимания этих заболеваний и потенциальную мишень для терапии», — сказал Гупта.

Все это было проведено на мышах, и насколько точно человеческий глаз следует той же схеме, остается открытым вопросом. Обнаружение в передней части глаза в 2009 году было подтверждено на тканях человека, что дает команде основания полагать, что дальнейшие поиски оправданы.

В задней части глаза имеется дренажный путь, который, по-видимому, заканчивается в лимфатической системе. Жидкость, белки и воспалительные вещества, покидающие пространство за сетчаткой, в течение нескольких минут достигают лимфатических узлов на шее.

Они перемещаются вдоль судов, которые, как считали исследователи на протяжении столетия, отсутствовали. Это дает исследователям конкретный инструмент для проверки при заболеваниях, приводящих к потере зрения. Если скорость очищения по этому пути замедляется с возрастом или болезнью, это становится измеряемым показателем, а не выводом, основанным на отеке тканей.

Это также меняет представление исследователей о лекарствах, доставляемых в заднюю часть глаза. Любое вещество, помещенное туда, скорее всего, имеет выход, что влияет на продолжительность его пребывания и направление его распространения.

«Это основополагающее открытие, которое показывает, что глаз не является такой замкнутой системой, как мы думали ранее», — сказал Гупта.