Naše oči dobivaju fotosintezu

Istraživači Nacionalnog sveučilišta u Singapuru (NUS) su omogućili fotosintezu na očima miševa pomoću nanočestica izvađenih iz špinata. Njihovo istraživanje bi moglo promijeniti način na koji liječimo uobičajene očne bolesti poput sindroma suhog oka.

Fotosintetski mehanizam može se dobiti iz špinata i presaditi u oči miševa, gdje pretvara svjetlost u molekule koje nose energiju i mogu ukrotiti upalu.

„Krademo cijelu tehnologiju koja se milijunima godina razvijala u biljkama i sposobni smo je presaditi u životinjski sustav“, kaže David Tai Leong, biolog s Nacionalnog sveučilišta u Singapuru i koautor studije.

Kuoran Xing, bionanotehnolog na Nacionalnom sveučilištu u Singapuru, i njegovi kolege bili su inspirirani na istraživanje potencijala transplantacije između carstava sposobnošću morskih puževa da ukradu fotosintetski mehanizam iz algi.

Kako bi vidio mogu li stanice sisavaca izvesti sličan podvig, Xing se prvo uputio u lokalni supermarket kako bi kupio niz lisnatog povrća. Miješanjem, filtriranjem i centrifugiranjem izolirao je kloroplaste lišća, fotosintetske motore koji pretvaraju svjetlost u energiju. Zatim je kloroplaste umočio u otopinu kako bi otkrio njihove tilakoidne grane, nakupine nalik palačinkama koje skupljaju svjetlost za pokretanje fotosintetskih reakcija.

U Petrijevoj zdjelici, stanice sisavaca brzo su internalizirale LEAF nanočestice. Jednom kada su unutar stanica, LEAF čestice mogle su pretvarati svjetlost u kemijsku energiju nekoliko sati, proizvodeći molekule koje nose energiju ATP i NADPH. U biljkama, druga faza fotosinteze pretvara te molekule u ugljikohidrate, korak koji LEAF čestice ne podržavaju.

Skup reakcija koje izvode LEAF-ovi je „ograničeni oblik fotosinteze“, kaže Leong, „Ali ipak je to i dalje fotosinteza.“

Kako bi istražili mogu li ovi LEAF-ovi pružiti praktične koristi, tim se usredotočio na sposobnost NADPH-a da neutralizira molekule zvane reaktivne vrste kisika koje mogu izazvati upalu. Kapi za oči punjene LEAF-om pomogle su u smirivanju upale kod mišjeg modela bolesti suhog oka, stanja koje je obilježeno nakupljanjem reaktivnih vrsta kisika na površini oka.

„Nismo morali izložiti životinju nikakvom dodatnom svjetlu“, dodaje Leong. „Samo smo pustili miša da radi svoje. Čestice LEAF-a neutralizirale su ove štetne molekule i unutar i oko stanica rožnice“ .

Xing i njegovi kolege sada rade na testiranju svojih LEAF-ova u kliničkom ispitivanju ljudi sa sindromom suhog oka. Šaka špinata trebala bi osigurati dovoljno LEAF-ova za liječenje više od 50 ljudi dva puta dnevno tijekom mjesec dana, izračunao je Xing.

„Ovo stvarno pomiče granice medicine“, kaže Leong. „To je vrlo uzbudljivo, čak i ako je sada pomalo ludo.“

Istraživanje objavljeno u časopisu Cell možete pronaći na ovoj poveznici.