Przez dekady przyjmowano, że fotoreceptory siatkówki polegają przede wszystkim na sąsiadujących z nimi komórkach pomocniczych, czyli nabłonku barwnikowym siatkówki, określanym skrótem RPE. To RPE każdego dnia usuwa zużyte fragmenty zakończeń fotoreceptorów. Nowe badanie naukowców z University of Oklahoma wskazuje jednak, że same fotoreceptory mają rozbudowany system wewnętrznego sprzątania. Potrafią rozkładać i ponownie wykorzystywać uszkodzone białka oraz inne zużyte elementy komórkowe. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Cell Death & Disease.
Fotoreceptory prowadzą ciągłą kontrolę jakości
Fotoreceptory są komórkami, które przekształcają światło w sygnały możliwe do zinterpretowania przez mózg. Miliony tych komórek pracują za każdym razem, gdy otwieramy oczy. Ich stała aktywność wymaga dużych ilości energii, a jej skutkiem jest nieustanne powstawanie uszkodzonych białek i zużytych składników komórkowych. Jeśli odpady nie są sprawnie usuwane, mogą się gromadzić, zaburzać działanie komórki, a ostatecznie prowadzić do jej obumarcia. Zespół badawczy wykazał, że fotoreceptory wykorzystują do tego lizosomy, czyli struktury pełniące w komórkach funkcję ośrodków rozkładu i recyklingu.
PIKfyve okazał się ważny dla utrzymania siatkówki
Aby sprawdzić, jak działa ten mechanizm, badacze usunęli u myszy enzym PIKfyve. Po jego braku wewnętrzny system recyklingu fotoreceptorów przestał działać prawidłowo. W komórkach zaczęły gromadzić się uszkodzone białka, a fotoreceptory stopniowo ulegały degeneracji. Towarzyszyła temu postępująca utrata widzenia. Odkrycie dostarczyło, według autorów, pierwszego bezpośredniego dowodu, że fotoreceptory mają własny system recyklingu niezbędny do przetrwania, a nie są wyłącznie zależne od RPE w usuwaniu odpadów.
Badanie wykazało również, że PIKfyve ma znaczenie dla samego nabłonka barwnikowego siatkówki. Gdy enzymu zabrakło, w komórkach RPE gromadziły się tłuszcze i odpady komórkowe. Powodowało to zmiany podobne do obserwowanych w zwyrodnieniu plamki związanym z wiekiem, jednej z głównych przyczyn utraty widzenia u starszych osób. Wynik wskazuje więc, że PIKfyve uczestniczy w utrzymywaniu prawidłowego funkcjonowania zarówno fotoreceptorów, jak i ich komórek podporowych.
- RPE nadal usuwa zużyte końcówki fotoreceptorów, ale nie jest jedynym systemem oczyszczania siatkówki.
- Fotoreceptory wykorzystują lizosomy do rozkładania uszkodzonych białek i innych zużytych składników.
- Usunięcie PIKfyve u myszy powodowało zaburzenie recyklingu, degenerację fotoreceptorów i postępującą utratę widzenia.
- Brak enzymu wpływał także na RPE, gdzie gromadziły się tłuszcze i odpady komórkowe.
Znaczenie dla chorób siatkówki i rozwoju leków
Autorzy uważają, że wyniki mogą być istotne dla badań nad dziedzicznymi chorobami siatkówki, które często wiążą się z problemami z usuwaniem uszkodzonych białek. Zidentyfikowanie PIKfyve jako ważnego regulatora tego procesu wskazuje potencjalny cel dla przyszłych terapii mających chronić fotoreceptory przed nieodwracalnym uszkodzeniem. Nie oznacza to jednak, że opracowano już skuteczne leczenie ani że wyniki można bezpośrednio przenieść na ludzi. Badanie przeprowadzono na myszach i dotyczyło mechanizmów komórkowych, dlatego potrzebne są dalsze prace.
Odkrycie ma także znaczenie dla bezpieczeństwa leków. Apilimod, substancja blokująca PIKfyve, jest badana jako potencjalne leczenie chorób autoimmunologicznych, niektórych nowotworów, chorób neurodegeneracyjnych, takich jak stwardnienie zanikowe boczne, oraz zakażeń wirusowych, w tym COVID-19 i Eboli. Wyniki z University of Oklahoma sugerują, że hamowanie PIKfyve może zakłócać naturalny system recyklingu siatkówki. Autorzy podkreślają zatem potrzebę uważnej oceny wpływu takich leków na widzenie podczas przyszłych badań klinicznych. Praca Raju V. S. Rajali i współpracowników nosi tytuł „PIKfyve preserves endolysosomal function in photoreceptors and RPE cells to maintain retinal integrity” i została opublikowana w 2026 roku w Cell Death & Disease.
