เซอรีนต่อต้านหลอดเลือด "เบาหวาน" ในจอประสาทตา: ผลการศึกษาแสดงให้เห็น

บทความวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสารTheranosticsโดยกลุ่มนักวิจัยจากโรงพยาบาลเด็กฮาร์วาร์ด/บอสตัน พบว่าการเสริมด้วยกรดอะมิโนทั่วไปเซอรีนสามารถยับยั้งการเพิ่มจำนวนหลอดเลือดที่ผิดปกติในจอประสาทตา (neovascularization) ได้อย่างมีนัยสำคัญในหนูทดลองที่เป็นโรคจอประสาทตาขาดออกซิเจน การก่อตัวของหลอดเลือดที่ "ผิดปกติ" นี้เป็นสาเหตุหลักของโรคจอประสาทตาในทารกคลอดก่อนกำหนดและโรคจอประสาทตาเบาหวานแบบเพิ่มจำนวน ซึ่งเป็นสองสาเหตุหลักของการสูญเสียการมองเห็น

ความคิดโดยย่อ

ในช่วงที่ขาดออกซิเจน โฟโตรีเซพเตอร์จะขาดพลังงานและส่งสัญญาณให้ "สร้างหลอดเลือดเพิ่ม" ซึ่งส่งผลให้หลอดเลือดฝอยเปราะบางและรั่วจำนวนมาก ผู้เขียนได้ทดสอบว่าการตอบสนองทางพยาธิวิทยานี้จะอ่อนแอลงหรือไม่หากเรตินาได้รับเซรีน (กรดอะมิโนสำคัญในกระบวนการเมแทบอลิซึมของหมู่คาร์บอนเดี่ยว และเป็นสารตั้งต้นของลิพิดหลายชนิด) คำตอบคือ ใช่ และค่อนข้างน่าเชื่อ

พวกเขาทำอะไรกันแน่?

• มีการใช้แบบจำลองโรคจอประสาทตาที่เกิดจากออกซิเจน (OIR) โดยให้หนูแรกเกิดอยู่ในออกซิเจน 75% แล้วจึงย้ายไปในอากาศ ทำให้เกิดการตายแบบ "คลื่น" จากนั้นจึงเกิดภาวะขาดออกซิเจนในจอประสาทตา โดยมีหลอดเลือดใหม่เพิ่มขึ้นสูงสุดในวันที่ 17 ของชีวิต
• การให้ซีรีนแก่ผู้ป่วยทั้งทางระบบ (เข้าช่องท้องหรือรับประทาน) ในช่วงที่มีภาวะพร่องออกซิเจนสัมพัทธ์ มารดาแต่ละรายได้รับอาหารที่มีซีรีน/ไกลซีนต่ำ เพื่อดูผลลัพธ์ที่ตรงกันข้าม
• กลุ่มต่างๆ ถูกเปรียบเทียบโดยพิจารณาจากบริเวณที่มีการสร้างหลอดเลือดใหม่และบริเวณที่ "ไม่มีเลือด" และทำการวิเคราะห์ "มัลติโอมิกส์" ของจอประสาทตา ได้แก่ เมตาโบโลมิกส์ ลิพิโดมิกส์ โปรตีโอมิกส์ และ scRNA-seq นอกจากนี้ ยังได้ยับยั้งการเกิดออกซิเดชันเบต้าของกรดไขมัน (อีโทโมกเซอร์/มาโลนิล-โคเอ) และไมโทคอนเดรีย เอทีพี ซินเทส (โอลิโกไมซิน) เพื่อตรวจสอบว่าซีรีนออกฤทธิ์ผ่านอะไร

ผลลัพธ์ที่สำคัญ

• หลอดเลือดผิดปกติมีจำนวนน้อยลง เซอรีนช่วยลดพื้นที่การสร้างหลอดเลือดใหม่อย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่การขาดเซอรีน/ไกลซีนในอาหารของมารดากลับทำให้หลอดเลือดเพิ่มขึ้น
• พลังงานคือศูนย์กลางของเรื่องราว ผลของเซรีนหายไปเมื่อกระบวนการออกซิเดชันของไขมัน (FAO) หรือกระบวนการฟอสโฟรีเลชันออกซิเดทีฟ (OXPHOS) ถูกยับยั้ง กล่าวคือ การป้องกันขึ้นอยู่กับไมโทคอนเดรีย ในโปรตีโอมิกส์ มีการเพิ่มขึ้นของโปรตีน OXPHOS ในทรานสคริปโตมิกส์ มีการเพิ่มขึ้นของยีน "ระบบทางเดินหายใจ" และการลดลงของสัญญาณโปรแองจิโอเจนิกในกลุ่มโฟโตรีเซพเตอร์แท่ง
• ร่องรอยของลิพิด ฟอสฟาติดิลโคลีน ซึ่งเป็นฟอสโฟลิพิดชนิดที่พบมากที่สุดในเยื่อหุ้มเซลล์ จะเพิ่มขึ้นในเรตินา ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับเนื้อเยื่อที่มีการหมุนเวียนของเยื่อหุ้มเซลล์ (โฟโตรีเซพเตอร์) จำนวนมาก
• ตัวกลางตัวเลือก: HMGB1 ได้รับการระบุว่าเป็นตัวควบคุมโหนดที่เป็นไปได้ซึ่งเซอรีนใช้เพื่อลดสัญญาณการสร้างเส้นเลือดใหม่ในระหว่างภาวะขาดออกซิเจน

เหตุใดสิ่งนี้จึงสำคัญ?

การรักษาแบบ “หนัก” ในปัจจุบัน เช่น เลเซอร์และการฉีดสารต้าน VEGF สามารถช่วยรักษาการมองเห็นได้ แต่ก็มีข้อจำกัดและความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น โดยเฉพาะในทารก กลยุทธ์ทางโภชนาการแบบง่ายๆ ที่มุ่งเป้าไปที่การเผาผลาญของเซลล์ประสาทในจอประสาทตา อาจเป็นการเสริมหรือเป็น “สะพาน” ระหว่างการรักษาอย่างอ่อนโยน ข้อมูลการสังเกตในมนุษย์มีความสอดคล้องกันทางอ้อม กล่าวคือ ระดับซีรีนต่ำสัมพันธ์กับการสร้างหลอดเลือดใหม่ในจอประสาทตา และมีการอธิบายการเปลี่ยนแปลงวิถีซีรีน/ไกลซีนในโรคจอประสาทตาเสื่อม (ROP) และโรคจอประสาทตาจากเบาหวาน งานวิจัยนี้เพิ่มความสัมพันธ์เชิงสาเหตุ แม้จะอยู่ในแบบจำลองก็ตาม

ระวัง: พวกนี้เป็นหนูก่อนนะ

• OIR เป็นแบบจำลอง ไม่ใช่สำเนาที่สมบูรณ์ของโรคในมนุษย์ ไม่สามารถ "แปล" ปริมาณเซรีนโดยตรงสู่มนุษย์ได้
• การเสริมกรดอะมิโนในระบบไม่ถือเป็น “วิตามินที่ไม่เป็นอันตราย” ในบางสภาวะ กรดอะมิโนส่วนเกินหรือการเปลี่ยนแปลงของการเผาผลาญอาจส่งผลข้างเคียงได้
• จำเป็นต้องมีการศึกษาทางคลินิก ได้แก่ ระบบการรักษาที่ปลอดภัย ระยะเวลาประสิทธิผล (ในผู้ป่วยก่อนกำหนดเทียบกับผู้ใหญ่ที่มีโรคจอประสาทตาเบาหวาน) การใช้ยาร่วมกับยาต้าน VEGF และผลกระทบต่อการปรับโครงสร้างหลอดเลือดพื้นฐาน

ต่อไปจะเป็นยังไง?

ขั้นตอนเชิงตรรกะต่อไปคือการทดลองทางคลินิกขนาดเล็กโดยใช้ไบโอมาร์กเกอร์ของการทำงานของไมโตคอนเดรีย/โปรไฟล์ไขมันในเรตินา การทดสอบเซอรีนร่วมกับการบำบัดที่มีอยู่ และการค้นหา "ปุ่มโมเลกุล" ที่แม่นยำ (HMGB1 เดียวกัน) สำหรับการแทรกแซงแบบกำหนดเป้าหมายโดยไม่ต้องโหลดกรดอะมิโนในระบบ