Глаукома – основная причина слепоты в U.S. и во всем мире. Более 3 миллионов американцев страдают от глазных болезней. При своевременном выявлении и лечении его прогрессирование может быть значительно замедлено, но болезнь часто остается невыявленной до тех пор, пока не произойдет заметная потеря зрения, и это повреждение зрения необратимо.
Глаукома часто возникает, когда аномально высокое давление внутри глаза оказывает повреждающее давление на зрительный нерв. Зрительный нерв, который соединяет глаз с мозгом, состоит из нейронных клеток, в частности ганглиозных клеток сетчатки. Давление приводит к гибели ганглиозных клеток сетчатки, которые никогда не восстанавливаются. Потеря зрения иногда начинается на периферии поля зрения и постепенно перемещается к центру, линии зрения. Заболевание может передаваться по наследству, но также может возникать по неизвестным пока причинам.
Сяожун Лю, нейробиолог из Университета Вирджинии, работающий на кафедрах биологии и психологии, пытается понять процессы, которые приводят к гибели клеток сетчатки.
«Если мы сможем точно понять, как и когда клетки умирают в болезненном состоянии, мы можем искать очень ранние вмешательства, которые могли бы остановить потерю клеток на раннем этапе», – сказал Лю.
Лю изучает развитие клеток сетчатки как в нормальных, так и в болезненных условиях. Она ищет тончайшие изменения, указывающие на начало гибели клеток. В идеале вмешательство должно происходить на этой самой ранней стадии, когда здоровые клетки начинают переходить в болезненное состояние.
«Клетки сетчатки не умирают с одинаковой скоростью», – сказала она. «Мы хотим обнаруживать небольшие изменения перед смертью, а также раннюю гибель клеток, которая вызывает большую гибель клеток, что в конечном итоге приводит к слепоте. Возможно, тогда мы могли бы найти способы защитить клетки до того, как они умрут.”
Глаукома чаще всего лечится с помощью различных типов глазных капель, которые снижают давление в глазу. Это не отменяет уже нанесенное повреждение, но может замедлить гибель клеток сетчатки, поскольку зрительный нерв освобождается от чрезмерного давления.
Заболевание в некоторых формах также можно облегчить с помощью хирургии глаза и системных лекарств. Но ни один из этих методов не является лекарством; они просто контролируют болезнь, замедляя потерю клеток и тем самым замедляя постепенную потерю зрения.
Лю разработала лабораторные методы и технологии, которые позволяют ей выявлять детали того, как клетки переходят в болезненное состояние при повышении давления в глазу. Она проверяет гипотезу о том, что молекулярные изменения происходят с аксонами – частью ганглиозных клеток, которые образуют зрительный нерв, отвечающий за передачу визуальных сигналов от сетчатки к мозгу – до гибели этих клеток.
«Мы отслеживаем эти изменения, когда они происходят, in vivo, у мышей, поэтому мы можем идентифицировать биомаркеры клеточной дегенерации», – сказал Лю. “Если мы сможем установить ориентир для раннего обнаружения, точку, где морфологические изменения происходят до гибели клеток, тогда мы сможем проверить это, и это может иметь клиническую применимость. Если мы можем знать заранее, очень рано, когда болезнь начинает развиваться, мы можем вмешаться и остановить гибель клеток. Долгосрочная цель – спасти зрение людей.”