Forskere ved University of British Columbia (UBC) og University of Toronto har oppdaget en tidligere ukjent dreneringsvei bak i øyet. Veien kan føre væske og metabolske avfallsstoffer fra øyets bakre del og videre inn i kroppens lymfesystem.

Oppdagelsen utfordrer den langvarige oppfatningen av hvordan øyet kvitter seg med uønskede stoffer. Forskerne understreker samtidig at studien er gjennomført på mus, og at det trengs videre forskning før det kan slås fast hvordan systemet fungerer hos mennesker eller brukes i behandling.

Den nyoppdagede veien har fått navnet POLO, en forkortelse for posterior ocular lymphatic outflow, altså lymfatisk avløp fra øyets bakre del. Resultatene tyder på at systemet transporterer væske og avfall fra området bak i øyet til lymfenettet, som blant annet bidrar til å regulere væskemengden i kroppen, frakte bort enkelte avfallsstoffer og samordne immunreaksjoner.

Kan forklare hvordan netthinnen kvitter seg med avfall

Netthinnen er det lysfølsomme vevslaget bakerst i øyet. Den bruker mye energi på å omdanne lys til signaler hjernen kan tolke, og den høye aktiviteten produserer kontinuerlig metabolske biprodukter. Disse må fjernes for at vevet rundt skal fungere normalt.

«Netthinnen er en av de metabolsk mest aktive delene av kroppen og produserer hele tiden biprodukter som må fjernes», sier Neeru Gupta, professor og leder for avdelingen for oftalmologi og synsvitenskap ved UBC. «Oppdagelsen bidrar til å forklare hvordan øyet skyller ut dette avfallet, og kan endre måten vi tenker om en rekke øyesykdommer og behandlingen av dem på.»

Opphopning av væske, celleavfall og betennelsesstoffer bakerst i øyet knyttes til skader i øyet. Glaukom, aldersrelatert makuladegenerasjon og andre netthinnelidelser er forbundet med endret væskeregulering, opphopning av avfallsstoffer, vevsbelastning og betennelse. Aldersrelatert makuladegenerasjon rammer alene rundt 2,5 millioner mennesker i Canada.

POLO-veien kan dermed være en naturlig mekanisme som frakter uønskede stoffer bort fra denne sårbare delen av øyet. Dersom forskerne finner ut hvordan mekanismen virker, og om den kan styrkes, kan den på sikt bli et mål for behandlinger som skal bevare synet.

«Dette gir oss en ny måte å forstå disse sykdommene på, og et mulig mål for behandling», sier Gupta. «Spørsmålet nå er hvordan vi kan styrke eller utnytte dette renseapparatet for å behandle, eller kanskje forebygge, sykdom.»

Et syn på øyet som har vært rådende i over hundre år

I mer enn hundre år har forskere i hovedsak antatt at øyet manglet lymfatiske dreneringssystemer av typen som finnes i nesten alle andre organer. Lymfesystemet består av kar og vev som samler opp overflødig væske, transporterer enkelte metabolske avfallsstoffer og bidrar til immunforsvaret. Det arbeider sammen med blodomløpet for å opprettholde stabile forhold i kroppen.

Dette synet begynte å endre seg i 2009. Gupta og Yeni Yücel identifiserte da en lymferelatert dreneringsvei i den fremre delen av øyet, som de kalte den uveolymfatiske veien. Det ga holdepunkter for at øyet har forbindelser til kroppens systemer for væskedrenasje som tidligere ikke var kjent.

Yücel, som er professor ved University of Toronto og direktør for oftalmopatologi, fortsatte å undersøke om tilsvarende veier også kunne finnes andre steder i øyet. Baksiden av øyet var fortsatt relativt lite undersøkt, selv om netthinnen og vevet rundt rammes av flere sykdommer som er blant de viktigste årsakene til irreversibelt synstap.

«Netthinnen er avgjørende for synet, og det er også her mange av de alvorligste sykdommene som fører til synstap oppstår», sier Yücel. «Derfor er det svært viktig å forstå hvordan denne delen av øyet opprettholder et stabilt miljø og en balansert transport av stoffer.»

Små lymfekar under netthinnen

For å kartlegge hvordan væske forlater øyets bakre del, kombinerte forskerne flere avanserte avbildningsmetoder i mus: MR, fluorescensavbildning med nær-infrarødt lys og mikroskopiske undersøkelser.

De sprøytet fluorescerende markørmolekyler inn i et smalt rom bakerst i øyet. Siden molekylene kunne følges mens de beveget seg, kunne forskerne spore væskens vei og se hvor den endte.

Undersøkelsene avdekket små lymfekar i årehinnen, også kalt choroidea, et tynt og blodkarrikt lag under netthinnen. Årehinnen bidrar til å forsyne den ytre delen av netthinnen med næringsstoffer, men det hadde tidligere ikke vært påvist lymfekar i dette området.

Forskergruppen observerte at væske fra baksiden av øyet beveget seg til orbitalt vev, altså vevet som fyller området rundt øyeeplet. I løpet av få minutter nådde markørstoffene nærliggende lymfeknuter. Det knytter den nye dreneringsveien i øyet til resten av kroppens lymfesystem og viser at væsken kan følge en aktiv dreneringsvei, framfor å forbli inne i øyet.

«Fordi man mente at årehinnen ikke inneholdt lymfekar, brukte teamet flere metoder for å påvise både at karene fantes og at de virket», sier Yücel, som også er lege og forsker ved St. Michael's Hospital. «Vi ble overrasket over å se en så direkte væskevei fra øyet til lymfesystemet. Det tyder på at det finnes en aktiv rensevei bak i øyet, som kan spille en viktig rolle i å fjerne væske, proteiner og betennelsesstoffer som hoper seg opp ved sykdom.»

Ikke en ferdig behandling

Funnet gir en ny forklaring på hvordan væske og avfallsstoffer kan komme seg ut fra øyets bakre del, men flere sentrale spørsmål står ubesvart. Ettersom forsøkene er gjort på mus, må forskerne først undersøke hvordan POLO-veien fungerer hos mennesker.

De må også avklare om endringer i dette dreneringssystemet bidrar til utviklingen av øyesykdom, og om funksjonen kan påvirkes på en trygg måte. Mulige anvendelser kan være behandlinger som bedrer væskedrenasjen og dermed kan redusere opphopning av stoffer knyttet til betennelse og vevsskade. Kunnskapen kan også eventuelt brukes til å forbedre leveringen av legemidler til strukturer dypt inne i øyet.

En bedre forståelse av systemet kan dessuten gi forskerne et nytt utgangspunkt for å undersøke samspillet mellom trykk, betennelse og væskestrøm ved sykdommer som glaukom og aldersrelatert makuladegenerasjon. Dette er foreløpig forskningsmuligheter, ikke godkjente behandlingsmetoder.

«Dette er et grunnleggende funn som viser at øyet ikke er et så lukket system som vi tidligere har trodd», sier Gupta. «Det gir oss et nytt kart, en ny mekanisme og mange nye spørsmål å undersøke.»

Studien er publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Translational Vision Science & Technology. Forskningen er blant annet støttet av Canadian Institutes of Health Research, Canadian Glaucoma Research Society, Canadian Space Agency og Canada Foundation for Innovation Leaders Opportunity Fund.