Возможная роль фруктозамин-3-киназы в лечении катаракты

Катаракта — основная причина слепоты во всём мире; её развитие в значительной степени связано со старением и сахарным диабетом. Конечные продукты гликирования (КПГ) вносят существенный вклад в образование катаракты, поскольку изменяют структуру и стабильность белков хрусталика, вызывая ковалентное сшивание, агрегацию и нерастворимость кристаллинов. Мы исследовали возможность применения фермента дегликирования фруктозамин-3-киназы (FN3K) для разрушения КПГ в хрусталиках с катарактой. Макроскопические изменения хрусталиков лошадей оценивали после введения FN3K в стекловидное тело вне организма. Механические свойства пары хрусталиков лошади оценивали после обработки физиологическим раствором и FN3K. Автофлуоресценцию, связанную с КПГ, измеряли, чтобы оценить зависящее от времени действие FN3K на фрагменты хрусталиков свиньи, модифицированные КПГ под воздействием гликольальдегида, а также изучить действие фермента на интактные хрусталики после введения FN3K в стекловидное тело глаз мышей in vivo. Возможную иммунную реакцию после инъекции оценивали по уровням IL-2, TNFα и IFNγ с помощью иммуноферментного анализа. На объединённых фрагментах хрусталиков человека анализировали зависимость изменений автофлуоресценции от дозы и времени. Кроме того, после инкубации интактных хрусталиков человека с катарактой в растворе FN3K оценивали автофлуоресценцию и регистрировали макроскопические изменения в динамике. Наконец, при перекрёстном местном лечении интактных глаз человека каплями с физиологическим раствором или FN3K измеряли автофлуоресценцию. Хрусталики глаз лошадей, обработанных FN3K, оставались прозрачными, тогда как после обработки физиологическим раствором приобретали желтовато-коричневый оттенок. В течение 30 мин после обработки FN3K наблюдалось восстановление окраски. Скорость удлинения хрусталика лошади после обработки FN3K была более чем вдвое выше, чем после обработки физиологическим раствором. Обработка FN3K вызывала значимое зависящее от времени снижение показателей автофлуоресценции, связанной с КПГ, во фрагментах хрусталиков свиньи, модифицированных КПГ. Кроме того, введение FN3K в стекловидное тело глаз мышей in vivo значимо снижало показатели автофлуоресценции хрусталиков. Лечение не вызывало системной иммунной реакции у мышей. Анализ динамики автофлуоресценции суспензий хрусталиков человека с катарактой показал её дозо- и времязависимое снижение при обработке FN3K. После инкубации хрусталиков человека с катарактой в растворе FN3K корковый слой становился визуально светлее, а показатели автофлуоресценции снижались. Наконец, при перекрёстном местном лечении интактных глаз человека на фоне применения FN3K показатели автофлуоресценции снижались, тогда как при использовании физиологического раствора заметных изменений не наблюдалось. Наше исследование впервые позволяет предположить, что FN3K может применяться как дополнительный метод лечения катаракты, связанной с накоплением КПГ.