Serine terhadap saluran "diabetes" di retina: apa yang ditunjukkan oleh kajian

Satu kertas kerja yang diterbitkan dalam jurnal Theranostics oleh kumpulan dari Harvard/Children's Hospital Boston mendapati bahawa suplemen dengan serin asid amino biasa dengan ketara menekan percambahan abnormal saluran darah dalam retina (neovascularization) dalam model tikus klasik retinopati hipoksik. Pembentukan vaskular "tidak normal" ini mendasari retinopati pramatang dan retinopati diabetik proliferatif, dua punca utama kehilangan penglihatan.

Idea secara ringkas

Semasa hipoksia, fotoreseptor mengalami kebuluran tenaga dan menghantar isyarat untuk "membina lebih banyak kapal" - ini mengakibatkan banyak kapilari yang rapuh dan bocor. Penulis menguji sama ada tindak balas patologi ini akan menjadi lemah jika retina diberi makan dengan serine (asid amino utama dalam metabolisme kumpulan karbon tunggal dan pendahulu kepada beberapa lipid). Jawapannya ya, dan cukup meyakinkan.

Apa sebenarnya yang mereka lakukan?

• Model retinopati akibat oksigen (OIR) digunakan: tikus yang baru lahir disimpan dalam 75% O₂ dan kemudian dipindahkan ke udara - ini menyebabkan kematian "seperti gelombang" dan kemudian hipoksia retina dengan kemuncak neovaskularisasi pada hari ke-17 kehidupan.
• Serine diberikan secara sistemik (intraperitoneal atau lisan) semasa tempoh hipoksia relatif. Ibu-ibu telah diletakkan secara berasingan pada diet rendah serine/glisin untuk melihat kesan sebaliknya.
• Kumpulan itu dibandingkan dengan kawasan neovaskularisasi dan zon "tanpa darah" dan analisis "multi-omik" retina dilakukan: metabolomik, lipidomik, proteomik, scRNA-seq. Tambahan farmakologi: mereka menyekat β-pengoksidaan asid lemak (ethomoxir/malonyl-CoA) dan mitokondria ATP synthase (oligomycin) untuk memeriksa apa yang serine bertindak melalui.

Keputusan Utama

• Lebih sedikit saluran patologi. Serine dengan ketara mengurangkan kawasan neovaskularisasi; manakala kekurangan serin/glisin dalam diet ibu, sebaliknya, meningkatkannya.
• Tenaga adalah pusat cerita. Kesan serin hilang apabila pengoksidaan lemak (FAO) atau fosforilasi oksidatif (OXPHOS) dihalang. Iaitu, perlindungan bergantung kepada mitokondria. Dalam proteomik, terdapat peningkatan dalam protein OXPHOS; dalam transkriptomi, terdapat peningkatan dalam gen "pernafasan" dan penurunan dalam isyarat proangiogenik dalam kelompok fotoreseptor rod.
• Jejak lipid. Phosphatidylcholines, kelas fosfolipid membran yang paling biasa, meningkat dalam retina, yang logik untuk tisu dengan pusing ganti besar membran (fotoreseptor).
• Pengantara calon: HMGB1 telah dikenal pasti sebagai pengatur nod yang mungkin melaluinya serine melembapkan isyarat proangiogenik semasa hipoksia.

Mengapa ini penting?

Rawatan “berat” hari ini — suntikan laser dan anti-VEGF — menyelamatkan penglihatan, tetapi mempunyai had dan risiko yang berpotensi, terutamanya pada bayi. Strategi pemakanan mudah yang menyasarkan metabolisme neuron retina boleh menjadi pelengkap lembut atau "jambatan" antara rawatan. Data pemerhatian pada manusia secara tidak langsung konsisten: serine rendah dikaitkan dengan neovaskularisasi makula, dan pembentukan semula laluan serine/glisin telah diterangkan dalam ROP dan retinopati diabetik. Kerja ini menambah kausaliti, walaupun dalam model.

Berhati-hati: ini adalah tikus buat masa ini

• OIR ialah model, bukan salinan lengkap penyakit manusia; "terjemahan" terus dos serine kepada manusia tidak boleh dilakukan.
• Suplemen asid amino sistemik bukanlah "vitamin yang tidak berbahaya": dalam sesetengah keadaan, asid amino/anjakan metabolik yang berlebihan boleh mempunyai kesan sampingan.
• Kajian klinikal diperlukan: rejimen keselamatan, tingkap keberkesanan (dalam pramatang vs dewasa dengan retinopati diabetik), gabungan dengan anti-VEGF dan kesan ke atas pembentukan semula vaskular asas.

Apa seterusnya?

Langkah seterusnya yang logik ialah juruterbang klinikal kecil dengan fungsi mitokondria / biomarker profil lipid retina, menguji serin dalam kombinasi dengan terapi sedia ada, dan mencari "tombol molekul" yang tepat (HMGB1 yang sama) untuk campur tangan yang disasarkan tanpa pemuatan asid amino sistemik.