Исследователи из Национального университета Сингапура (National University of Singapore) разработали необычную технологию для лечения болезни сухого глаза: они использовали элементы фотосинтетических мембран шпината, чтобы клетки глаза могли под действием обычного света вырабатывать молекулы, защищающие роговицу от повреждения. Исследование опубликовано в журнале Cell.
Болезнь сухого глаза, или сухой кератоконъюнктивит, — это состояние, при котором слёзная плёнка плохо защищает поверхность глаза. Оно может вызывать жжение, боль, ощущение песка, светобоязнь, затуманивание зрения и повреждение роговицы — прозрачной передней части глаза.
Почему сухой глаз — не просто дискомфорт
По данным авторов, болезнь сухого глаза затрагивает более 1,5 миллиарда человек во всём мире. В тяжёлых случаях она может приводить к хронической боли, рубцеванию роговицы, ухудшению зрения и снижению качества жизни.
Существующие препараты, включая циклоспорин A и лифитеграст, воздействуют на воспаление. Но у таких средств есть ограничения: стоимость, нежелательные эффекты и необходимость длительного применения. Поэтому учёные ищут методы, которые могли бы вмешиваться в более ранние механизмы повреждения глазной поверхности.
Что происходит в клетках
При воспалении в роговице накапливаются активные формы кислорода. Это химически агрессивные молекулы, которые повреждают клетки. В норме глаз сдерживает их с помощью антиоксидантной защиты — системы, которая обезвреживает такие молекулы.
Важную роль здесь играет никотинамидадениндинуклеотидфосфат в восстановленной форме (NADPH). Это молекула, которая помогает клеткам поддерживать защиту от окислительного стресса — повреждения, вызванного избытком активных форм кислорода.
При болезни сухого глаза защитные возможности роговицы оказываются перегружены: воспаление порождает активные формы кислорода, они повреждают ткани, а повреждение поддерживает ещё большее воспаление.
Как шпинат оказался связан с глазными каплями
Команда под руководством Дэвида Леонга Тай Вэя (David Leong Tai Wei) создала технологию LEAF. Полное название — Light-reaction Enriched thylAkoid NADPH-Foundry, то есть обогащённая световыми реакциями тилакоидная «фабрика» восстановленного никотинамидадениндинуклеотидфосфата.
Тилакоиды — это мембранные структуры внутри хлоропластов растений. Хлоропласты позволяют растениям использовать свет для фотосинтеза. Учёные выделили из шпината именно ту часть фотосинтетического аппарата, которая отвечает за светозависимые реакции и образование NADPH, но убрали компонент, который в растениях расходует эту молекулу.
В результате получились частицы размером около 400 нанометров. Нанометр — это одна миллиардная часть метра; такие частицы достаточно малы, чтобы проникать в клетки. После попадания в клетки роговицы LEAF под действием окружающего света начинает вырабатывать NADPH.
Что показали опыты
В лабораторных экспериментах на воспалённых клетках LEAF восстанавливал уровень NADPH уже через 30 минут после освещения, подавлял активные формы кислорода и переводил иммунные клетки роговицы из провоспалительного состояния в противовоспалительное.
Когда технологию проверили на образцах слёз пациентов с болезнью сухого глаза, уровень NADPH увеличивался примерно в 20 раз, а количество перекиси водорода — одного из повреждающих окислителей — снижалось более чем на 95%.
В доклинических испытаниях глазные капли LEAF при обычном комнатном освещении за пять дней уменьшали повреждение роговицы почти до здорового уровня и превосходили циклоспорин A. Вторая доклиническая проверка подтвердила лечебный эффект. В течение двух месяцев оценки безопасности не выявили раздражения глаз, сенсибилизации кожи или токсического поражения органов.
«Ограниченный фотосинтез» у клеток млекопитающих
Первый автор работы Син Куорань (Xing Kuoran) отметил, что исследование впервые показало возможность перенести растительный фотосинтетический механизм в ткань млекопитающих для получения биологически полезных молекул.
Это не означает, что человеческий глаз становится «растением» или начинает производить питание из света. Речь о гораздо более узком эффекте: свет помогает встроенным растительным мембранам производить конкретную защитную молекулу, которая нужна клеткам при воспалении.
Что это значит для пациентов
Главное преимущество подхода — простота: потенциально это могут быть обычные глазные капли, которым не нужны внешний прибор, батарея или специальный источник энергии. Важная оговорка: пока речь идёт о доклинических данных. Клинические испытания у людей ещё должны подтвердить безопасность, эффективность, оптимальные дозы и длительность действия.
Если результаты подтвердятся, технология может стать новым направлением в лечении болезни сухого глаза: не только уменьшать воспаление, но и напрямую восстанавливать антиоксидантную защиту роговицы.
Эта тема особенно актуальна, поскольку сухой глаз часто остаётся недооценённым заболеванием: ранее МКБ-11 писал, что синдром сухого глаза выявлен у половины взрослых, но большинство не получают лечения.
Литература
Xing K. et al. Transplanting light-dependent reactions for mammalian eye photosynthesis // Cell. — 2026. — DOI: 10.1016/j.cell.2026.04.034.