Mekanismer för sårläkning och ärrbildning i ögats hornhinna med fokus på lokalt producerade signalsubstanser

Vad är mekanismerna bakom sårläkning och ärrbildning i ögats hornhinna?

Ärrbildning i ögats hornhinna kan leda till nedsatt syn eller blindhet. Hornhinnan består normalt av tätt packade fiberprotein (kollagen), organiserade i välordnade, parallella fiberbuntar, med sparsamt av celler. Denna struktur är viktig för hornhinnans funktion men förloras vid ärrbildning efter t.ex. skada mot ögat eller infektion i hornhinnan. Då blir cellerna i hornhinnan (keratocyterna) proliferativa och fibrogena, det vill säga de tillväxer och förökar sig kraftigt och ändrar sitt mönster av kollagenproduktion. Lite är känt om mekanismerna bakom detta.

Vår huvudhypotes är att de kollagenproducerande keratocyterna har en central roll i sjukdomsmekanismerna, genom bl.a. en ökad produktion av signalsubstanser som tidigare främst varit förknippade med nervsystemet, som exempelvis substans P och acetylkolin. Vi har tidigare visat att dessa uppregleras vid skada och även att de har proliferativa effekter och hindrar apoptos (´kontrollerad celldöd´). En av våra hypoteser är att kroppen självreglerar ärrbildning genom just apoptos av keratocyterna och att signalsubstanserna bidrar till överdriven ärrbildningen genom att förhindra apoptos. En angränsande hypotes är att substanser som substans P hindrar att cellerna går i ett slags vilotillstånd (senescence), något som annars kan förhindra ärrbildning vid skada. 

I detta projekt testar vi dessa hypoteser, och undersöker signalsubstansernas effekt på kollagenproduktion/-organisation, bl.a. i en av oss nyligen upprättad tredimensionell (3D) modell för hornhinnan. 

Målet är att finna mekanismer att ingripa mot i framtida behandlingar som kan motverka ärrbildning, vilket skulle ha stor patientnytta då ärr i hornhinnan är den fjärde vanligaste orsaken till blindhet i världen. I västvärlden består behandlingen mot hornhinneärr som orsakar blindhet idag ofta av hornhinnetransplantationer, vilket är en relativt radikal åtgärd med lång efterbehandling och vissa risker. Topikala behandlingar (ögondroppar) för att motverka ärrbildning vore välkommet här. I länder där hornhinnekirurgi inte finns tillgängligt, är sådana behandlingar förstås ännu mer eftersträvansvärda. 

Som ett parallellt mål utvecklar och utvärderar vi modeller baserade på odling av mänskliga hornhinneceller, i syfte att förfina forskningen men också att försöka minska behovet av djurförsök.