Serine melawan pembuluh darah "diabetes" di retina: apa yang ditunjukkan penelitian

Sebuah makalah yang diterbitkan dalam jurnal Theranostics oleh tim dari Harvard/Rumah Sakit Anak Boston menemukan bahwa suplementasi dengan asam amino serin secara signifikan menekan proliferasi abnormal pembuluh darah di retina (neovaskularisasi) pada model tikus klasik retinopati hipoksia. Pembentukan vaskular "abnormal" ini mendasari retinopati prematuritas dan retinopati diabetik proliferatif, dua penyebab utama kehilangan penglihatan.

Ide singkatnya

Selama hipoksia, fotoreseptor mengalami kekurangan energi dan mengirimkan sinyal untuk "membangun lebih banyak pembuluh darah"—hal ini mengakibatkan banyak kapiler yang rapuh dan bocor. Para penulis menguji apakah respons patologis ini akan melemah jika retina diberi asupan serin (asam amino kunci dalam metabolisme gugus karbon tunggal dan prekursor sejumlah lipid). Jawabannya adalah ya, dan cukup meyakinkan.

Apa sebenarnya yang mereka lakukan?

• Model retinopati yang diinduksi oksigen (OIR) digunakan: tikus yang baru lahir dipelihara dalam 75% O₂ dan kemudian dipindahkan ke udara - hal ini menyebabkan kematian "seperti gelombang" dan kemudian hipoksia retina dengan puncak neovaskularisasi pada hari ke-17 kehidupan.
• Serin diberikan secara sistemik (intraperitoneal atau oral) selama periode hipoksia relatif. Para ibu secara terpisah ditempatkan pada diet rendah serin/glisin untuk melihat efek sebaliknya.
• Kelompok-kelompok tersebut dibandingkan berdasarkan area neovaskularisasi dan zona "tanpa darah", dan analisis "multi-omik" retina dilakukan: metabolomik, lipidomik, proteomik, scRNA-seq. Ditambah farmakologi: mereka memblokir β-oksidasi asam lemak (etomoksir/malonil-KoA) dan ATP sintase mitokondria (oligomisin) untuk memeriksa efek serin.

Hasil Utama

• Lebih sedikit pembuluh darah patologis. Serin secara signifikan mengurangi area neovaskularisasi; sementara defisiensi serin/glisin dalam pola makan ibu, sebaliknya, meningkatkannya.
• Energi adalah inti ceritanya. Efek serin menghilang ketika oksidasi lemak (FAO) atau fosforilasi oksidatif (OXPHOS) dihambat. Artinya, perlindungan bergantung pada mitokondria. Dalam proteomik, terdapat peningkatan protein OXPHOS; dalam transkriptomik, terdapat peningkatan gen "respirasi" dan penurunan sinyal proangiogenik pada gugus fotoreseptor batang.
• Jejak lipid. Fosfatidilkolin, golongan fosfolipid membran yang paling umum, meningkat di retina, yang logis untuk jaringan dengan pergantian membran yang sangat besar (fotoreseptor).
• Kandidat mediator: HMGB1 telah diidentifikasi sebagai kemungkinan pengatur nodal yang melaluinya serin meredam sinyal proangiogenik selama hipoksia.

Mengapa ini penting?

Perawatan "berat" saat ini — laser dan suntikan anti-VEGF — menyelamatkan penglihatan, tetapi memiliki keterbatasan dan potensi risiko, terutama pada bayi. Strategi nutrisi sederhana yang menargetkan metabolisme neuron retina dapat menjadi pelengkap atau "jembatan" yang ringan di antara perawatan. Data observasi pada manusia secara tidak langsung konsisten: kadar serin rendah dikaitkan dengan neovaskularisasi makula, dan remodeling jalur serin/glisin telah dijelaskan pada ROP dan retinopati diabetik. Penelitian ini menambahkan kausalitas, meskipun dalam sebuah model.

Hati-hati: ini adalah tikus untuk saat ini

• OIR adalah model, bukan salinan lengkap penyakit manusia; “penerjemahan” langsung dosis serin ke manusia tidak dapat dilakukan.
• Suplementasi asam amino sistemik bukanlah “vitamin yang tidak berbahaya”: dalam beberapa kondisi, kelebihan asam amino/perubahan metabolisme dapat menimbulkan efek samping.
• Diperlukan studi klinis: aturan keamanan, jendela kemanjuran (pada bayi prematur vs dewasa dengan retinopati diabetik), kombinasi dengan anti-VEGF dan dampak pada remodeling vaskular dasar.

Apa berikutnya?

Langkah logis selanjutnya adalah uji coba klinis skala kecil dengan penanda fungsi mitokondria/profil lipid retina, pengujian serin dalam kombinasi dengan terapi yang sudah ada, dan menemukan “tombol molekuler” yang tepat (HMGB1 yang sama) untuk intervensi terarah tanpa pemuatan asam amino sistemik.