Способ коррекции окислительного стресса при наследственной оптической нейропатии Лебера
METHOD OF CORRECTION OF OXIDATIVE STRESS IN LEBER'S HEREDITARY OPTIC NEUROPATHY

Предлагаемое изобретение относится к офтальмологии и предназначено для коррекции окислительного стресса при наследственной оптической нейропатии Лебера (НОНЛ) с целью назначения корректной терапии.
Уровень техники
Наследственные оптические нейропатии (НОН) входят в группу митохондриальных заболеваний, главной особенностью которых является нарушение работы электротранспортной цепи митохондрий, приводящее к снижению мембранного потенциала, росту продукции активных форм кислорода (АФК), снижению уровня АТФ - основного источника клеточной энергии. Митохондриальные заболевания - распространенная группа метаболических патологий, с популяционной частотой 1:5000 случаев. Клинически они могут проявляться нарушением работы различных органов и систем с преимущественным поражением тканей с высокой метаболической активностью.
Среди митохондриальных патологий наиболее часто встречается наследственная оптическая нейропатия Лебера (НОНЛ), основной причиной которой являются мутации митохондриальной ДНК.
Митохондрии - независимые органеллы, находящиеся в цитозоле всех эукариотических клеток, за исключением эритроцитов. Основной их функцией является клеточной дыхание, в результате которого продуцируется клеточная энергия путем выработки АТФ с помощью процессов окислительного фосфорилирования.
Дыхательная цепь митохондрий представляет собой пять энзимных комплексов, результатом совокупной деятельности которых является синтез молекулы АТФ (Herst Р.М, Rowe M.R, Carson G.M, Berridge M.V. Functional Mitochondria in Health and Disease. Front. Endocrinol. 2017; 8:296).
Нарушение переноса электронов приводит к повреждению клетки под действием образующихся свободных радикалов или активных форм кислорода (АФК), образование которых происходит и в норме, однако при уровне АФК, превышающем ее защитные возможности, возникают серьезные нарушения клеточного гомеостаза, приводящие к развитию окислительного стресса (Friedman J.R, Nunnar J. Mitochondrial form and function. Nature. 2014; 505:335-343).
Ткань сетчатки обладает высокими метаболическими потребностями, поэтому она особенно чувствительна, даже к минимальным изменениям, местного гомеостаза (Newman N.J. Hereditary optic neuropathies: from the mitochondria to the optic nerve. Am Journal of Ophth. 2005; 140(3):517-23).
В результате большинства мутаций, характерных для НОН, работа электротранспортной цепи митохондрий нарушается, что приводит к вышеописанным процессам окислительного стресса и клинической манифестации заболевания (Chalmers R.M, Schapira A.H.V. Clinical biochemical and molecular genetic features of Leber's hereditary optic neuropathy. Biochin Biophys Acta1999; 1410:147-58.).
Хотя основной причиной, провоцирующей заболевание, являются мутации мтДНК, в настоящее время предполагается, что целый ряд вторичных генетических и эпигенетических факторов может также играть существенную роль в развитии клинической симптоматики НОНЛ (Yu-Wai-Man P., Griffiths P., Chinnery P.F. Mitochondrial optic neuropathies -Disease mechanisms and therapeutic strategies. Prog Retin Eye Res. 2011; 30(2-2): 81-114.).
Так, к важным аспектам относят употребление алкоголя, табакокурение, принадлежность к мужскому полу (женщины болеют в 5 раз реже мужчин), контакт с цианидами и алиментарный фактор.
Предполагается, что алиментарный дефицит может сам по себе обусловливать развитие симптомов нейропатии, а может выступать в качестве триггерного фактора при наличии мутаций, характерных для НОНЛ (Grzybowski A., Zulsdorff M., Wilhelm H., Tonagel F. Toxic optic neuropathies: an updated review// Acta Ophthalmol/ - 2014; 3(5):42-48).
Известны различные способы определения митохондриальных нарушений, в частности, с помощью определения уровня лактата в сыворотке крови (Parikh S., Goldstein A., Koenig М.K., Scaglia F., Enns G.M., Anselm I., Cohen B.H., Falk M., Greene C, Gropman A., Haas R. Diagnosis and management of mitochondrial disease: a consensus statement from the Mitochondrial Medicine Society// Genet Med. 2015 Sep; 17(9): 689-701). Однако у пациентов с НОНЛ этот показатель может не выходить за пределы референсных значений; с помощью определения соотношения уровней лактата и пирувата в сыворотке крови (Steele Н., Horvath R., Lyon J., Chinnery P.F., Monitoring clinical progression with mitochondrial disease biomarkers// Brain. 2017 Oct; 140(10): 2530-2540). Однако этот метод наиболее показателен при повышении лактата выше референсных значений, в то время как зачастую этого не отмечается при НОНЛ; с помощью высокоспецифичных для митохондриальных дисфункций биомаркеров FGF-21 (фактор роста фибробластов - 21) и GDF-15 (фактор роста и дифференцировки-15) (Lehtonen J.M., Forsstrom S., Bottani E., Viscomi C, Baris O.R., Isoniemi H., et al. FGF21 is a biomarker for mitochondrial translation and mtDNA maintenance disorders. Neurology 2016; 87: 2290-9); выявление полиморфизмов генов фолатного цикла С677Т MTHFR и A66G MTRR у пациентов с НОНЛ (Aleyasin A., Ghazanfari М., Houshmand Н., Leber Hereditary Optic Neuropathy: Do Folate Pathway Gene Alterations Influence the Expression of Mitochondrial DNA Mutation? // Iranian J Publ Health, Vol. 39, No. 3, 2010, pp.53).
Коррекция окислительного стресса, обусловленного митохондриальными нарушениями при НОН, в настоящее время предполагает использование ряда препаратов, направленных на устранение и снижение выраженности нежелательных последствий воздействия свободных радикалов.
Известно, что наиболее изученным веществом с антиоксидантной активностью является коэнзим Q, который встречается в большом количестве во внутренней мембране митохондрий, являясь неотъемлемой частью электротранспортной цепи, а восстанавливаясь, обладает способностью нейтрализовать свободные радикалы (Papucci L., Schiavone N., Witort E., et al. Coenzyme Q10 prevents apoptosis by inhibiting mitochondrial depolarization independently of its free radical scavenging property. // J. Biol. Chem. - 2003. - Vol. 278 - N 30. - P. 28220-28228). Однако, надлежащим образом контролируемых клинических исследований, подтверждающих эффективность применения коэнзима Q10 у пациентов с НОНЛ на сегодняшний день не существует.
Ближайшим аналогом предлагаемого способа является способ того же назначения, включающий использование синтетического аналога коэнзима Q10 - препарата Идебенон, при котором пациенты с НОНЛ принимали препарат в дозировке от 270 до 675 мг/день в течение длительного времени. Авторы исследования описывают значительные положительные изменения у пациентов в виде повышения остроты зрения и улучшения цветового восприятия. Однако, лишь у части больных отмечался подобный ответ на терапию Идебеноном (Carelli V., La Morgia С, Valentino M.L et al. Idebenone Treatment In Leber's Hereditary Optic Neuropathy // Brain 2011: 134; 1-5).
2
Важную роль в жизненном цикле клетки играет обмен фолиевой кислоты. Фолиевая кислота (Витамин В9) относится к водорастворимым витаминам группы В. Всасывание Витамина В9 происходит в тонкой кишке, затем в энтероцитах он восстанавливается до тетрагидрофолиевой кислоты (ТГФК) и N5-метил-ТГФК с участием фолатредуктазы и дигидрофолатредуктазы, коферментом которых служит НАДФН. В крови фолиевая кислота содержится, в основном, в эритроцитах, а депонируется в печени, почках и слизистой оболочке кишечника (Raman R, Vaghefi Е, Braakhuis AJ. Food components and ocular pathophysiology: a critical appraisal of the role of oxidative mechanisms//Asia Рас J Clin Nutr. 2017; 26(4):572-585).
12
Производные фолиевой кислоты играют важную роль в широком спектре жизненно важных процессов, одним из которых является комплекс процессов окислительного фосфорилирования в митохондриях (Froese D.S., Fowler В., Baumgartner M.R. Vitamin В, folate, and the methionine remethylation cycle-biochemistry, pathways, and regulation// J Inherit Metab Dis. 2019; 1-13.
Предполагается, что дефицит фолиевой кислоты в организме может приводить к нарушению переноса электронов на молекулу кислорода, приводя к истощению запасов энергии (из-за снижения продукции АТФ) и накоплению активных форм кислорода. Недостаток фолиевой кислоты не только препятствует процессу переноса электронов, но и способствует повышению уровня токсичного формиата (соли муравьиной кислоты), который сам по себе блокирует перенос электронов на кислород, усугубляя условия окислительного стресса, а также делает клетку более чувствительной к нему.
Задачей изобретения является разработка способа коррекции окислительного стресса при НОНЛ с помощью регулирования содержания фолиевой кислоты в сыворотке крови.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение результатов лечения с повышением функций зрения у пациентов с НОНЛ, а также определение наличия и осуществление коррекции метаболических нарушений у потомства пробанда до начала клинических проявлений заболевания.
12
Технический результат достигается за счет определения уровня фолиевой кислоты в сыворотке крови пациента и дальнейшей корректировки ее уровня с помощью дополнительного перорального введения фолиевой кислоты в комбинации с витамином В.
12
12
12
Нами было проведено исследование по определению уровня фолиевой кислоты в сыворотке крови пациентов с НОНЛ, которое выявило наличие изменений содержания фолиевой кислоты по сравнению с группой контроля, и позволило разработать способ корректировки указанных изменений. Было обследовано 28 пациентов с НОНЛ, у 25 было определено снижение фолиевой кислоты ниже или на границе нижней цифры референсных значений (3,1-17,5 нг/мл), в среднем 4,2±1,6 нг/мл. В контрольной группе, которую составили пациенты с заболеванием зрительного нерва иного генеза и разного возраста, содержание фолиевой кислоты составило 10,8±4,5 нг/мл, а в контрольной группе здоровых людей соответствующего пациентам с НОНЛ возраста - 15,1±2,3 нг/мл ((Табл. Содержание фолиевой кислоты в сыворотке крови у пациентов с НОНЛ (1 группа), у пациентов с заболеванием зрительного нерва иного генеза (2 группа) и группе контроля (3 группа)). Полученные результаты указывали на необходимость корректировки содержания фолиевой кислоты у пациентов с НОНЛ в случае его снижения. Фолиевую кислоту назначали пациентам с НОНЛ в комбинации с витамином В. Важно отметить, что применение витамина В является необходимым аспектом для наиболее эффективного усвоения фолиевой кислоты, так как витамин В выступает в роли кофермента в заключительной реакции фолатного цикла и способствует трансформации фолиевой кислоты в ее активную форму.
12
Способ осуществляют следующим образом. В сыворотке крови пациента с НОНЛ определяют содержание фолиевой кислоты. При снижении ее уровня ниже или на границе нижней цифры референсного значения на фоне перорального введения идебенона перорально в два приема вводят фолиевую кислоту в суточной дозе 10 мг в комбинации с витамином В в суточной дозе 12 мкг в течение срока, достаточного до достижения уровня фолиевой кислоты в сыворотке крови не менее 10 нг/мл. Определение содержания фолиевой кислоты в сыворотке крови повторяют и поддерживают ее уровень не ниже 10 нг/мл.
Пример.
Пациент К., 24 года, обратился с жалобами на постепенное двустороннее безболезненное снижение зрения, которое возникло около 2 месяцев назад. Наличие предрасполагающих факторов, которые бы предшествовали ухудшению зрения (травмы, прием алкоголя, прием лекарственных средств, перенесенные инфекционные заболевания) пациент отрицал.
У двоюродного брата пациента отмечались схожие симптомы, по поводу которых он был обследован 6 месяцами ранее.
На момент осмотра Vis OD=0,013, Vis OS=0,02. Проведенная компьютерная периметрия выявила центральную (относительную и абсолютную) скотому на двух глазах, снижение световой чувствительности, более выраженное на правом глазу. По результатам теста на определение цветовосприятия с помощью таблиц для исследования цветоощущения Е.Б. Рабкина пациент читал 4 и 5 из 27 таблиц правым и левым глазом, соответственно.
При проведении оптической когерентной томографии (ОКТ) макулярной зоны и перипапиллярной зоны было выявлено истончение внутренних слоев сетчатки (КГК), увеличение толщины СНВС на обоих глазах, преимущественно, в темпоральных секторах.
Особенности клинической картины, а также данные семейного анамнеза позволили заподозрить у пациента НОНЛ. Ему было рекомендовано генетическое исследование крови. При молекулярно-генетическом исследовании пациента была обнаружена мутация мтДНК m.3635G>A, ассоциированная с НОНЛ. Для оценки уровня метаболических нарушений пациенту был назначен биохимический анализ крови для определения сывороточного уровня фолиевой кислоты. По результатам данного анализа было обнаружено снижение уровня фолиевой кислоты до 1,9 мг/мл.
12
В терапевтических целях для коррекции метаболических нарушений пациенту был назначен препарат Нобен (Идебенон) в принятой суточной дозировке 90 мг, а также фолиевая кислота в суточной дозировке 10 мг и витамин В в суточной дозировке 12 мкг для приема пероорально в течение 2-х месяцев.
12
По результатам повторного биохимического анализа крови через 3 месяца от начала приема уровень фолиевой кислоты в сыворотке крови составил 13,5 нг/мл. Пациенту был выработан режим приема фолиевой кислоты и витамина В в течение 2-х месяцев с перерывом в 3 месяца, что позволяло поддерживать необходимый уровня фолиевой кислоты в сыворотке крови не менее 10 нг/мл.
У пациента была отмечена положительная динамика зрительных функций. Через 10 месяцев после начала заболевания острота зрения OD=0,05, OS=0,06. По данным компьютерной периметрии отмечалось увеличение световой чувствительности, а также уменьшение дефекта световой чувствительности и глубины скотомы. По результатам теста на определение цветовосприятия с помощью таблиц для исследования цветоощущения Е.Б. Рабкина пациент читал 10 и 12 из 27 таблиц правым и левым глазом, соответственно.
При обследовании спустя полтора года от начала заболевания острота зрения составила Vis OD=0,5, Vis OS=0,8.
При исследовании полей зрения было выявлено увеличения показателя световой чувствительности, а также уменьшение площади и глубины скотомы.
При определении цветовосприятия пациент читал правым глазом 21 из 27 таблиц и левым глазом 24 из 27.
12
Таким образом, предложенный способ дает возможность коррекции метаболических изменений при окислительном стрессе у пациентов с НОНЛ. Стабилизация уровня фолиевой кислоты и витамина В способствует сохранению и повышению функций зрительного нерва и позволяет рекомендовать пациенту адекватные способы лечения. Кроме того, основываясь на наследственном характере заболевания, детям и родственникам пациента по материнской линии дается рекомендация пройти биохимическое обследование крови с целью выявления дефицита фолиевой кислоты и ее коррекции. Данный способ позволяет определять наличие и осуществлять коррекцию метаболических нарушений у потомства пробанда до начала клинических проявлений заболевания с дальнейшей постановкой на учет к офтальмологу для периодического диспансерного наблюдения, лечения, проведения разъяснительных мероприятий с рекомендациями по изменению образа жизни и ограничению влияния провоцирующих факторов на возникновение наследственного заболевания.