2 milijuna slučajeva sljepoće pratili su se do pregršt gena za očiju

Nasljedne bolesti oka odgovorne su za najmanje 2 milijuna slučajeva sljepoće u svijetu. Identificirano je nekoliko stotina gena koji uzrokuju očnu bolest, ali u mnogim slučajevima uzrok je nepoznat jer nisu identificirani svi geni očnih bolesti.

Kao rezultat toga, genetsko testiranje može odrediti samo mutaciju odgovornu za sljepoću u samo 50 do 75 posto slijepe djece i mladih odraslih osoba.

Kao očni liječnik i istraživač, frustriran sam nedostatkom liječenja za moje pacijente s genetskim oblicima sljepoće kao što su retinitis pigmentosa, Stargardtova bolest i makularna degeneracija povezana s dobi. Kako bi riješio taj problem, moj je laboratorij pokrenuo istraživanje gena potrebnih za normalnu formaciju i funkciju očiju. Otkrili smo 347 gena koji, ako su mutirani, uzrokuju sljepoću kod laboratorijskih miševa. Od njih, 261 nikada prije nije bilo povezano s gubitkom vida prije našeg istraživanja, koje smo nedavno objavili u časopisu Komunikacijska biologija.

Vidi također: Znanstvenici su napravili komadiće ljudske očne jabučice u posudi kako bi spasili naš vid

Knockout miševi pomažu identificirati više gena sljepoće

Istraživači su najprije identificirali gene očnih bolesti u kasnim 1980-ima proučavajući obitelji u Sjedinjenim Američkim Državama s naslijeđenim oblicima retinitis pigmentosa, bolesti stanica mrežnice koje se nazivaju fotoreceptori štakora u djece i mladih, što dovodi do eventualne sljepoće. Od tada je sve više obitelji proučavano kako bi pridonijelo popisu zasljepljujućih mutacija u ljudi.

Da bismo otkrili koji geni uzrokuju sljepoću, iskoristili smo nešto što se zove knockout tehnologija. Istraživači su dizajnirali miša za nokaut brisanjem obiju kopija bilo kojeg pojedinačnog gena. To ga učinkovito briše iz genom miša. Abnormalnosti su rezultat, i pružaju dokaze o funkciji "nokautiranog" gena. Genom miša sličan je ljudskom i sadrži približno 22.000-25.000 gena. Do sada su znanstvenici diljem svijeta uništili oko 7.000 gena u miševa, a proces proučavanja tih miševa je u tijeku.

Izum tehnologije knockout miša tijekom 1990-ih doveo je do identifikacije gena očnih bolesti proučavanjem očiju miševa s ciljanim brisanjem. Međunarodni konzorcij za fenotipizaciju miša (IMPC), koji se sastoji od više od desetak centara biologije miša diljem Sjeverne Amerike, Europe i Azije, ima za cilj stvoriti miša za nokaut za svaki gen u genomu miša. IMPC je stvorio i pažljivo pregledao više od 4.364 nokautnih miševa.

Analizirajući snimljene podatke iz očnih pregleda miša u svim IMPC centrima diljem svijeta, moji kolege i ja otkrili smo da je 347 tih miševa s nokautom, od kojih svaki predstavlja jedan izbrisani gen, imao abnormalnosti oka koje su utvrdili obučeni oftalmološki stručnjaci. Abnormalnosti su ponekad uključivale prednje strukture oka, kao što su kapci, rožnica i leća, a ponekad i stražnje strukture, kao što su mrežnica i optički živac.

Ispitivanje gena za mišje očiju kod ljudi

Budući da su mišji i ljudski genomi slični, vrlo je vjerojatno da ti novo identificirani geni, ako su mutirani, također uzrokuju bolesti oka kod ljudi. Sljedeći korak je proučavanje ovih novo impliciranih mišjih gena u slijepih bolesnika. Konkretno, analizirat ćemo genome pacijenata čije prethodno genetsko testiranje nije moglo povezati njihovo stanje s nekim od prethodno poznatih gena očne bolesti.

Dodavanje stotina novih gena očnih bolesti u ovu IMPC studiju pomoći će očnim liječnicima poput mene širom svijeta da pruže preciznije genetske dijagnoze našim pacijentima. Da bismo potvrdili te gene u ljudima, planiramo stvoriti panel od ovih novih 261 gena koji se mogu skenirati za mutacije.

Nadalje, sami miševi s nokautom će poslužiti kao javno dostupni istraživački modeli za novootkrivene gene očne bolesti. Svi ti nokautni miševi dostupni su svim istraživačima i mogu se naručiti iz IMPC repozitorija za dodatna znanstvena istraživanja i terapijska otkrića. Ovi mišji modeli mogu se koristiti za testiranje novih lijekova, genskih terapija i pristupa matičnih stanica.

Knockout miševi nas uče o genetici

Znanstvena otkrića IMPC-a brzo ubrzavaju naše razumijevanje tisuća gena i molekula koje su temelj mnogih ljudskih bolesti. U svakom organskom sustavu tijela, istraživači pronalaze mnoge gene koji nikada nisu bili povezani s bolešću. Rezultati projekta IMPC, uključujući gene očne bolesti, mogli bi unaprijediti dijagnostičku sposobnost i identificirati nove ciljeve za nove terapije.

Vidi također: Stres može utjecati na vašu viziju da su stručnjaci za oči dugo ignorirali

Nadam se da će očni liječnici na većim sveučilištima i centrima za oći usporediti naš popis 261 novih gena očne bolesti od miševa s genetskim slijedom njihovih ljudskih pacijenata u kojima nisu pronašli mutaciju koja uzrokuje bolest.

Nadamo se da će naš popis gena voditi naše kolege genetskom krivcu u mnogim slučajevima i pružiti i specifičnu dijagnozu i put prema eventualnom liječenju onih obitelji koje su pogođene naslijeđenim oblicima sljepoće.

Ovaj članak je izvorno objavljen na razgovoru Ala Moshiri. Pročitajte izvorni članak ovdje.