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Augentropfen für Katarakte einen Schritt näher mit neu identifizierten Verbindung

Forscher haben eine Chemikalie identifiziert, die die Transparenz für Mauslinsen und menschliches Linsengewebe erfolgreich wiederherstellt und damit den Weg für eine billigere, nichtinvasive Behandlung einer Hauptursache der Erblindung ebnet: Katarakt.
Forscher haben eine Verbindung gefunden, die - wenn sie zu den Augentropfen hinzugefügt wird - die Transparenz in menschlichem Linsengewebe und in von Katarakten betroffenen Mauslinsen wiederherstellt.

Studienkollege Jason Gestwicki, PhD, außerordentlicher Professor für Pharmazeutische Chemie an der Universität von Kalifornien-San Francisco (UCSF), und Kollegen veröffentlichten kürzlich ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Wissenschaft.

Etwa 20,5 Millionen Amerikaner im Alter von 40 Jahren und älter haben einen Katarakt in einem oder beiden Augen - ein Zustand, der durch eine Trübung der Augenlinse gekennzeichnet ist, die zu einer verschwommenen Sicht führen kann.

In den frühen Stadien kann der Katarakt mit Vergrößerungslinsen, neuen Gläsern, entspiegelten Sonnenbrillen oder heller Beleuchtung verbessert werden. Wenn solche Behandlungen versagen, ist eine Operation derzeit die einzige Option.

Chirurgie für Katarakte beinhaltet Entfernen der trüben Linse und ersetzen sie durch eine künstliche Linse; Rund 6,1 Millionen Menschen mit einer Katarakt in den USA haben sich einer Operation unterziehen müssen.

Gestwicki und Kollegen stellen jedoch fest, dass - obwohl sehr erfolgreich - Kataraktoperationen teuer sind und viele Menschen mit Katarakten in Entwicklungsländern oft unbehandelt bleiben.

Aber in dieser neuesten Studie zeigt das Team die Möglichkeit einer billigeren, praktikableren Alternative zur Behandlung von Katarakten: Augentropfen, die eine Chemikalie enthalten, die Kristalline auflöst - Proteine, die sich verklumpen und die Linse trüben.

Identifizieren einer Verbindung, die kristalline Amyloide "schmilzt"

Kristalline sind in der Linse in einer bestimmten Art und Weise angeordnet, die Licht durchlässt, so dass wir sehen können. Wenn wir älter werden, können diese Proteine ??jedoch verklumpen und verhindern, dass Licht durch die Linse hindurchtreten kann.

Die UCSF-Forscher stellen fest, dass diese zusammengeballten Kristalline - oder Amyloide, eine Referenz, die an alle Proteine ??gegeben wird, die zusammenklumpen - viel stabiler sind als nicht-verklumpte Formen, was sie schwerer "schmelzen" lässt.

Für ihre Studie verwendete das Team einen Prozess namens High-Throughput-Differential-Scanning-Fluorimetrie (HT-DSF) - eine Methode, bei der Proteine ??Licht abgeben, wenn ihr Schmelzpunkt erreicht ist - Wärme sowohl auf gesunde Kristalline als auch auf deren Amyloid-Formen aufzubringen auch verschiedene chemische Verbindungen anwenden.

Die Forscher begannen damit, 2.450 Verbindungen zu testen und sie allmählich auf 12 zu reduzieren, was dazu beitrug, den Schmelzpunkt von kristallinen Amyloiden auf den normalen Bereich zu reduzieren. Die 12 identifizierten Verbindungen gehörten zu einer Klasse von Chemikalien, die als Sterole bezeichnet werden.

Das Team verwendete diese Verbindungen, um weitere 32 Sterole zu erzeugen und zu testen, und identifizierte eine - als "Verbindung 29" bezeichnet -, von der sie glaubten, dass sie Augentropfen hinzugefügt werden könnte, um Amyloidkristalline aufzulösen.

Verbindung teilweise Transparenz in Katarakt-betroffenen Linsen wiederhergestellt

Gestwicki und Kollegen testeten dann Verbindung 29 auf Kristallinamyloiden in einer Laborschale. Sie fanden heraus, dass die Verbindung nicht nur die Bildung von Klumpen verhinderte, sondern auch die Klumpen, die sich bereits gebildet hatten, erfolgreich auflöste.

Schnelle Fakten über Katarakte
  • Mehr als die Hälfte aller Amerikaner haben entweder eine Katarakt oder hatten im Alter von 80 Jahren eine Operation am grauen Star
  • Rauchen, Alkoholkonsum, Diabetes und längere Sonneneinstrahlung sind Faktoren, die das Risiko für Katarakte erhöhen können
  • Ein Katarakt kann sich nicht von einem Auge zum anderen ausbreiten.

Erfahren Sie mehr über Katarakte

"Durch diese Experimente fangen wir an, den Mechanismus im Detail zu verstehen. Wir wissen, wo Verbindung 29 bindet, und wir fangen an, genau zu wissen, was es tut", sagt Gestwicki.

Als nächstes fügten die Forscher Verbindung 29 zu Augentropfen hinzu und testeten sie in Mäusen, die Mutationen besaßen, die sie für Katarakte prädisponierten.

Das Team verwendete einen Spaltlampentest, um die Linsentransparenz in den Mäusen zu messen - ein Test, der verwendet wurde, um Katarakte beim Menschen zu messen - und fand heraus, dass die Augentropfen die Transparenz der Linsen von Mäusen mit Katarakten teilweise wiederherstellten.

Bei der Anwendung der Augentropfen auf Mäuse, die altersbedingte Katarakte und durch Katarakt befallene menschliche Linsengewebe entwickelten, die durch eine Operation entfernt worden waren, sahen sie ähnliche Ergebnisse.

Das Team betont, dass der Spaltlampentest das visuelle Bewusstsein misst, und daher sind klinische Studien erforderlich, um zu bestimmen, ob Verbindung 29 das Sehvermögen bei Menschen mit grauem Star verbessern kann.

Das Präparat wurde bereits lizenziert, und die Studienleiterin Leah N. Makley, Postdoc in Gestwickis Labor an der UCSF, ist gerade dabei, das Präparat so zu formulieren, dass es für den menschlichen Gebrauch bereit ist.

Breiterere Auswirkungen für Verbindung 29

Wenn Verbindung 29 sich als erfolgreich erweist, kann sie nicht nur zu neuen Behandlungen für Katarakte führen; Es könnte auch die Tür zu neuen Behandlungen für andere Zustände mit Amyloid-Proteinen, wie Alzheimer-Krankheit, öffnen.

Gestwicki fügt hinzu:

"Wenn man sich eine elektronenmikroskopische Aufnahme der Proteinaggregate anschaut, die Katarakte verursachen, würde man sie nur schwer von denen unterscheiden, die Alzheimer, Parkinson oder Huntington verursachen.

Durch die Untersuchung von Katarakten konnten wir unsere Technologien vergleichen und anhand von Machbarkeitsstudien zeigen, dass diese Technologien auch bei Erkrankungen des Nervensystems eingesetzt werden können, um uns von der ersten Idee bis zu einer Droge zu führen, in der wir testen können klinische Versuche."

Früher in diesem Jahr, Medizinische Nachrichten heute berichteten über eine weitere Studie, die vielversprechend für die Behandlung von Katarakten mit Augentropfen war. Veröffentlicht in NaturForscher der Universität von Kalifornien-San Diego identifizierten eine Verbindung namens Lanosterol - eine der in dieser neuesten Studie gefundenen Verbindungen -, die die Kristallinklumpenbildung reduzierte.

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