Revolutionary Discovery for the Treatment of Cataracts?

At the recent conference held on November 14–17, 2015 in Las Vegas, Dr. Leah Makley described for the first time a sterol in the form of eye drops that has the ability to bind to the alpha-crystallins of the eye’s lens, helping improve the transparency and clarity of the lens and potentially reducing the progression or even the onset of cataracts.

Cataracts form in the eye due to the accumulation and aggregation of alpha-crystallins within the lens.

Using a mouse model, Dr. Makley found that, experimentally, this sterol stabilized the lens crystallins, stopped their aggregation, and prevented further progression of cataract formation. This suggests that this substance could potentially be used both as a preventive treatment for cataract development and as a therapy for chronic cataracts already present in humans.

Details:

In what could become a breakthrough in cataract treatment, researchers at the University of California, San Francisco have identified a sterol that has the potential to reverse cataracts by blocking alpha-crystallin aggregation.

The research exploits a key difference between properly folded crystallins and the amyloid forms of these proteins that cause lens opacity: their melting point. The researchers hypothesized that compounds capable of lowering the melting point of the mutated crystallins could increase the solubility of the protein and reduce aggregation and amyloid formation.

Using differential scanning fluorimetry, which allowed scientists to measure the temperature at which a target protein begins to melt, they determined that the mutated protein had a melting point 4 degrees higher than the wild-type protein. The team then focused on identifying a compound capable of lowering the melting point of the amyloid-forming crystallin back into the normal, healthy range.

Starting with 2,450 compounds, they eventually identified one that most effectively reduced the melting temperature of the mutated crystallin: compound 29. This molecule belongs to a class of chemicals known as sterols. Using electron microscopy, nuclear magnetic resonance technology, and solubility tests, they showed that compound 29 could prevent amyloid formation and partially reverse the aggregation and insolubility of the mutated crystallin in vitro.

They also found that one drop of compound 29 applied three times a week for two weeks significantly improved lens opacity by an average of one LOCS III grade in mouse models of age-related or congenital cataracts. These results were still evident four weeks after treatment ended. The authors also conducted ex vivo studies using human lens material from cataract patients and found that compound 29 increased the soluble protein content by 18%.

This is the second study in 2015 suggesting that sterols may have the potential to reverse cataracts.

A study published in the July 2015 issue of Nature showed that lanosterol production is halted in children with congenital cataracts, and that lanosterol injections reduced cataract formation in dogs.

Both studies point to the possibility of a future non-surgical treatment for cataracts.

Στο πρόσφατο συνέδριο που έγινε 14-17  Νοεμβρίου 2015, στο Las Vegas, η γιατρός Dr. Leah Makley περιγράφει για πρώτη φορά , μια στερόλη σε μορφή οφθαλμικών σταγόνων η οποία έχει την ιδιότητα να συνδέεται στις α-κρυσταλλίνες του φακού του ματιού, και έτσι βοηθάει στην βελτίωση της διαφάνειας-διαύγειας του φακού του οφθαλμού, και δυνητικά να βοηθήσει στην μείωση της επιδείνωσης ή ακόμα και της εμφάνισης του καταρράκτη.

Ο καταρράκτης στα μάτια δημιουργείται από την συσσώρευση και συσσωμάτωση των α-κρυσταλλινών μέσα στο φακό του ματιού.

Η Dr. Leah Makley χρησιμοποιώντας μοντέλο ποντικιού βρήκε ότι σε πειραματικό επίπεδο η ουσία αυτή της στερόλης σταθεροποίησε τις κρυσταλλίνες του φακού, σταμάτησε την συσσωμάτωση τους,  και απέτρεψε περαιτέρω επιδείνωση της εξέλιξης του καταρράκτη, γεγονός που δείχνει ότι η ουσία αυτή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί τόσο σαν πρόληψη της εμφάνισης του καταρράκτη όσο και στην αντιμετώπιση του χρόνιου καταρράκτη που έχει ήδη εμφανιστεί σε ανθρώπους.

Αναλυτικά:

Σε ό, τι θα μπορούσε να είναι ένα παιχνίδι που θα αλλάξει τη θεραπεία του καταρράκτη, ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Σαν Φρανσίσκο έχουν εντοπίσει μια στερόλη που έχει τη δυνατότητα να αντιστρέψει καταρράκτη μπλοκάροντας α-κρυστάλλινη συνάθροιση.

Η έρευνα εκμεταλλεύεται μια κρίσιμη διαφορά μεταξύ των σωστά αναδιπλωμένων κρυσταλλινών και τις μορφές του αμυλοειδούς των κρυσταλλινών αυτών οι οποίες είναι αυτές που δημιουργούν θολερότητα του φακού: το σημείο τήξης τους. Οι ερευνητές υπέθεσαν ότι οι ενώσεις που μειώνουν το σημείο τήξης της μεταλλαγμένης κρυστάλλινης θα μπορούσαν δυνητικά να αυξήσουν την διαλυτότητα της πρωτεΐνης και να μειώσουν τη συσσώρευση και τον σχηματισμό αμυλοειδούς.

Χρησιμοποιώντας διαφορικής σάρωσης φλουρομετρία -flurimetry- , η οποία επέτρεψε στους επιστήμονες να μετρηθεί η θερμοκρασία στην οποία μια πρωτεΐνη στόχος αρχίζει να λιώνει, και έτσι προσδιορίστηκε ότι η μεταλλαγμένη πρωτεΐνη είχε ένα σημείο τήξης 4 βαθμούς υψηλότερη από την πρωτεΐνη άγριου τύπου. Η ομάδα στη συνέχεια επικεντρώθηκε στην εξεύρεση χημικής ουσίας που να χαμηλώνει το σημείο τήξης των αμυλοειδών της κρυστάλλινης στην κανονική, υγιή σειρά.

Ξεκινώντας με 2.450 ενώσεις, εντόπισαν τελικά 1 που με πιο αποτελεσματικό τρόπο μείωσε τη θερμοκρασία τήξης της μεταλλαγμένης κρυστςλλίνης, η ένωση 29. Η ένωση 29 είναι ένα μέλος μιας κατηγορίας χημικών γνωστή ως στερόλες. Χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, τεχνολογία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού και τις δοκιμές διαλυτότητας, έδειξαν ότι η ένωση 29 μπορούσε να εμποδίσει το σχηματισμό αμυλοειδούς και μερικώς την αντίστροφη των μεταλλαγμένων της κρυστάλλινης και την αδιαλυτότητα της in vitro.

Επιπλέον, βρήκαν ότι μία σταγόνα της ένωσης 29 που χορηγείται 3 φορές την εβδομάδα για 2 εβδομάδες βελτιώνει σημαντικά την αδιαφάνεια του φακού με ένα μέσο όρο ενός βαθμού (LOCS III) σε μοντέλα ποντικιού που είχε καταρράκτη λόγω ηλικίας ή συγγενή καταρράκτη. Αυτά τα αποτελέσματα ήταν εμφανή 4 εβδομάδες αφού σταμάτησε η θεραπεία. Οι συγγραφείς έκαναν επίσης ex vivo μελέτες χρησιμοποιώντας υλικό από  ανθρώπινο φακό από ασθενείς με καταρράκτη και βρήκαν ότι η ένωση 29 αύξησε την περιεκτικότητα σε διαλυτή πρωτεΐνη κατά 18%.

Αυτή είναι η δεύτερη μελέτη μέσα στο έτος  2015,  που δείχνει ότι οι στερόλες μπορεί ενδεχομένως να αντιστρέψουν τον καταρράκτη.

Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Ιούλιο του 2015 στο τεύχος του Nature έδειξε ότι η παραγωγή λανοστερόλης σταματάει σε παιδιά που έχουν συγγενή καταρράκτη, και ότι οι ενέσεις λανοστερόλης  μείωσαν την επιδείνωση του καταρράκτη σε σκύλους.

Και οι δύο μελέτες υποδηλώνουν την πιθανότητα μιας μελλοντικής μη χειρουργικής θεραπείας του καταρράκτη.