ZNANSTVENICI su razvili kapi za oči na bazi špinata koje bi mogle donijeti olakšanje za više od milijardu ljudi diljem svijeta koji pate od sindroma suhog oka.

Tim s Nacionalnog sveučilišta u Singapuru (NUS) uspio je prilagoditi proces fotosinteze, ključan za život biljaka, za primjenu u ljudskom oku, čime se otvaraju nove mogućnosti liječenja ovog neugodnog stanja, piše ScienceAlert.

Fotosinteza u službi ljudskog oka

Istraživači su iz listova špinata "posudili" fotosintetske membrane te su ih putem kapi za oči primijenili na ljudske očne stanice uzgojene u laboratoriju, kao i na stanice miševa genetski modificiranih da imaju stanje slično sindromu suhog oka.

Prijenos je bio uspješan - jednom izložene svjetlu, nanočestice u očnim stanicama sisavaca počele su proizvoditi NADPH, kemijsku "bateriju" koju stanice koriste za zaštitu od oštećenja.

Molekula NADPH ključna je u borbi protiv reaktivnih kisikovih spojeva (ROS), koji kod sindroma suhog oka uzrokuju upalu i stanični stres. Iako je razvoj još u ranoj fazi, postoji realna mogućnost da bi se bol i peckanje povezani sa suhim očima mogli ublažiti terapijom koja se pokreće svjetlom.

"Ovo je uzbudljivo otkriće jer smo po prvi put pokazali da se fotosintetski mehanizam biljaka može presaditi u tkivo sisavaca kako bi stvarao biološki korisne molekule, i to isključivo pomoću istog svjetla koje nam omogućuje vid", izjavio je biomolekularni inženjer Xing Kuoran s NUS-a. "Tako bismo i mi mogli steći ograničene fotosintetske sposobnosti."

Tehnologija nazvana LEAF

Svoju novu tehnologiju istraživači nazivaju LEAF, što je kratica za "tvornicu NADPH-a obogaćenu svjetlosnom reakcijom tilakoida". Tilakoidi su ključne komponente kloroplasta, struktura koje provode fotosintezu u biljnim stanicama, a upravo oni proizvode NADPH.

Špinat je odabran zbog visokog prinosa kloroplasta i relativno jednostavnog izdvajanja njegovih biomehanizama, a dodatna je prednost što je jeftin i široko dostupan.

Istraživači su pokazali da je unutar 30 minuta izlaganja svjetlu, NADPH proizveden na ovaj način smanjio aktivnost štetnih ROS spojeva te vratio imunosne stanice u rožnici u zaštitno, protuupalno stanje.

Proces se pokazao učinkovitim i na uzorcima suza uzetih od pacijenata sa sindromom suhog oka. Tretman LEAF smanjio je razinu štetnih oksidansa, u slučaju vodikovog peroksida čak za 95 posto. Obnavljajuća svojstva primjenjuju se i unutar i izvan očnih stanica.

Učinkovitije od postojećih lijekova

"S tehnologijom LEAF sada imamo metodu koja koristi okolno svjetlo za izravnu obnovu molekule koju bolest suhog oka iscrpljuje", pojasnio je biomolekularni inženjer David Leong Tai Wei s NUS-a.

"Budući da se dobiva iz špinata, primjenjuje se kao obična kap za oči, ne zahtijeva vanjski uređaj ni izvor napajanja te koristi isto svjetlo kojim gledamo, vjerujemo da ima golem potencijal za kliničku primjenu", dodao je.

Kod miševa tretiranih dva puta dnevno tijekom pet dana, terapija LEAF pokazala se učinkovitijom od lijeka Restasis, koji se često propisuje za sindrom suhog oka. Restasis je relativno skup i često uzrokuje nuspojave poput pojačane iritacije oka, stoga bi alternativa bila dobrodošla.

Budućnost primjene

Naravno, ostaje za vidjeti hoće li terapija djelovati i na ljudima, a pripreme za klinička ispitivanja već su u tijeku. Istraživači također žele ispitati kako bi tretman mogao djelovati tijekom duljih razdoblja, s obzirom na to da se LEAF čestice trenutno razgrađuju u očnim stanicama i gube učinkovitost nakon nekoliko sati.

Postoji i mogućnost da bi se LEAF mogao primjenjivati i izvan liječenja suhog oka. Znanstvenici sugeriraju da bi se isti pristup mogao koristiti i za druga upalna stanja, svugdje gdje je potrebna obrana od ROS spojeva, a zahvaćeno tkivo može biti izloženo vidljivoj svjetlosti.

"Gotovo je nadrealno zamisliti moguću budućnost u kojoj bi ljudske stanice mogle imati ograničen, ali koristan oblik fotosintetske sposobnosti, ne samo u oku nego i drugdje", zaključio je Leong. Istraživanje je objavljeno u časopisu Cell.