Ny studie visar glutamins betydelse för näthinnans hälsa

Näthinnan ställer höga energikrav på kroppen, delvis på grund av fotoreceptorernas aktivitet.

Dessa specialiserade celler ansvarar för att ta emot ljus och överföra visuell information till hjärnan.

Fotoreceptordöd är orsaken till synförlust vid många näthinnesjukdomar, och det finns inga effektiva behandlingar för att förbättra deras överlevnad.

I en artikel publicerad i eLife studerade forskare från University of Michigan glutaminberoendet hos fotoreceptorer. Deras resultat tyder på att det är viktigt för fotoreceptorernas hälsa att upprätthålla aminosyrabalansen i dessa celler.

Fotoreceptorernas energibehov gör dem sårbara för mindre förändringar i ämnesomsättningen. Tidigare studier har fokuserat på glukos som den primära bränslekällan för dessa celler.

En terapi som utnyttjar fotoreceptorernas glukosberoende testas för närvarande i en klinisk prövning på patienter med näthinnedegeneration.

”Fotoreceptorer är några av de mest metaboliskt krävande cellerna i kroppen, vilket fick oss att undra om de är beroende av andra energikällor än glukos för att överleva”, säger Thomas Wubben, MD, PhD, docent i oftalmologi och synvetenskap. ”Vi tittade på glutamin eftersom det är den vanligaste aminosyran i blodet.”

Glutamin är involverat i flera vägar och hjälper celler att syntetisera andra aminosyror, inklusive glutamat och aspartat, såväl som proteiner och DNA.

För att bekräfta glutamins roll i synen använde forskarna möss som saknade enzymet glutaminas, vilket bryter ner glutamin till glutamat. De jämförde dessa möss med en kontrollgrupp genom att mäta tjockleken på deras näthinnor. Mössen som saknade glutaminas uppvisade en snabb minskning av näthinnans tjocklek, med en förlust av antal och funktion av fotoreceptorer.

Glutamin är involverat i en mängd olika cellulära processer. För att förstå varför det är viktigt för fotoreceptorers överlevnad mätte teamet nivåerna av olika molekyler hos kontrollmöss och hos möss som saknade glutaminas.

Möss utan enzymet hade minskade nivåer av glutamat och aspartat. Dessa aminosyror hjälper i sin tur celler att syntetisera proteiner som behövs för fotoreceptorernas funktion.

Forskarna fann också att minskade aminosyranivåer aktiverade det integrerade stressresponset, vilket är känt för att utlösa celldöd om det förblir aktivt för länge. När de undertryckte stressresponsen såg teamet en ökning av näthinnans tjocklek.

"Vi fokuserar nu på att förstå vilka vägar som är beroende av glutamin och om de kan 'aktiveras' med läkemedel eller kosttillskott", sa Wubben.

Omvandlingsvägar för glutamin till glutamat störs i modeller av mänskliga näthinnesjukdomar.

"Att återställa ämnesomsättningen kan bidra till att förhindra synförlust och blindhet."