Новый способ лечения самой частой проблемы с глазами

07.05.2026

Растения живут за счёт света, улавливая его энергию с помощью фотосинтеза, но у человека для подобного процесса нет молекулярных механизмов. Недавно научная группа в поисках метода лечения распространённого и болезненного состояния — синдрома сухого глаза — оснастила выращенные в лаборатории клетки (мышей и человека) фотосинтетическими структурами.

«Убедительная работа», — отметил клеточный биолог Сачиёри Мацунага из Токийского университета. — «Представлены доказательства того, что световые реакции фотосинтеза сохраняются в клетках млекопитающих».

Способностью к фотосинтезу обладают только растения, водоросли и некоторые микроорганизмы, однако некоторые морские слизни дополняют свой обычный рацион, «похищая» хлоропласты – клеточные органеллы, осуществляющие фотосинтез, — у водорослей. Два года назад Мацунага с коллегами сделали нечто подобное в лаборатории, пересадив целые хлоропласты в клетки человека, после чего они проработали целых два дня.

Можно ли, наделив клетки человека способностью к фотосинтезу, заставить их вырабатывать молекулы, увеличивающие запасы энергии или подавляющие воспаление? Наука работает в этом направлении. Например, в рамках исследования 2022 года одна китайская исследовательская группа ввела содержащие часть фотосинтетического аппарата частицы в коленные суставы мышей с артритом. Учёные сообщили в журнале Nature (1), что разрушение коленного хряща замедлилось.

Коленные суставы получают мало света, поэтому для получения вышеозначенного эффекта мышей ежедневно помещали на полчаса под красный свет, глаза же (наши и мышей), заметим, постоянно подвергаются бомбардировке фотонами. 

В ходе своего исследования био-нанотехнолог Дэвид Тай Лён и постдокторант Куоран Син из Национального университета Сингапура вместе с коллегами выделили из обычного шпината ключевые элементы фотосинтетического аппарата. Эти дискообразные структуры — тилакоиды — имеют молекулы, включая хлорофилл, необходимые для улавливания световой энергии.

В отличие от предыдущих попыток инженерии клеток млекопитающих (как в вышеупомянутом исследовании 2022, где использовались фрагменты тилакоидов), ныне учёные выделили целые тилакоиды и упаковали их в небольшие частицы. «Мы хотели максимально сохранить их структуру», — говорит Тай Лён.

Конечным продуктом фотосинтеза является насыщенная энергией молекула глюкозы, но исследователей больше интересовали два промежуточных, образующиеся в процессе, соединения: клеточное топливо АТФ и НАДФН-оксидаза, способные смягчать воспаление и способствовать нейтрализации оксидантов. Учёные назвали свои «шпинатные» препараты LEAF (Light-reaction Enriched Thylakoid NADPH-foundry).

Предполагалось, что наращивание выработки клетками НАДФН-оксидазы ослабит симптомы синдрома сухого глаза, при котором у человека вырабатывается недостаточно слёзной жидкости для увлажнения и защиты глаз либо она слишком концентрированная. В результате поверхность глаза страдает от оксидантов и воспаления, что нередко ухудшает зрение.