2 milliós vakok esett vissza egy maroknyi szembetegség génjére

A szem öröklődő betegségei a világon legalább 2 millió vaksági esetet jelentenek. Néhány száz, a szembetegséget okozó gént azonosítottak, de sok esetben az ok ismeretlen, mert nem minden szembetegség gént azonosítottak.

Ennek eredményeként a genetikai tesztelés csak a vakok és a fiatal felnőttek 50-75 százalékában képes meghatározni a vakságért felelős mutációt.

Szemorvosként és kutatóként csalódott vagyok a vakságok genetikai formáival, például a retinitis pigmentosa, a Stargardt-betegség és az életkorhoz kapcsolódó makula-degeneráció kezelésében. A probléma megoldása érdekében a laboratóriumom a normál szemképződéshez és működéshez szükséges gének tanulmányozását indította el. 347 gént fedeztünk fel, amelyek mutáció esetén a laboratóriumi egerekben vakságot okoznak. Ezek közül 261 soha nem volt összefüggésben a látásvesztéssel a tanulmányunk előtt, amelyet a közelmúltban tettünk közzé Kommunikációs biológia.

Lásd még: A tudósok az emberi szemgolyók bitjeit egy tányéron megnézték, hogy megmentse a látásunkat

A kiütéses egerek segítenek azonosítani a további vakokat

A kutatók először az 1980-as évek végén azonosították a szembetegségeket, tanulmányozva az Egyesült Államokban a retinitis pigmentosa öröklődött formáit, a retinális sejtek betegségét, amelyet a gyermekek és fiatal felnőttek rúd-fotoreceptorának neveztek, ami végső vaksághoz vezet. Azóta egyre több családot vizsgáltak, hogy hozzáadják a vakító mutációk listáját az emberekben.

Hogy kitaláljuk, mely gének okozzák a vakságot, kihasználjuk a knockout technológiát. A kutatók kivágott egeret állítanak elő mindkét gén mindkét másolatának törlésével. Ez hatékonyan törli az egér genomjából. A rendellenességek eredménye, és nyomokat adnak a „kiütött” gén működésére. Az egér genom hasonló az emberekhez, és körülbelül 22 000-25 000 gént tartalmaz. Eddig a világ minden tájáról származó tudósok mintegy 7000 gént dobtak ki egerekben, és ezeknek az egereknek a tanulmányozása folyamatban van.

Az 1990-es években a knockout egér technológia feltalálása a szembetegségek gének azonosításához vezetett, az egerek szemét a célzott deléciókkal tanulmányozva. A Nemzetközi Egér Phenotyping Consortium (IMPC), amely több mint egy tucat egérbiológiai központból áll Észak-Amerikában, Európában és Ázsiában, az egérgenom minden génjéhez egy knockout egeret kíván létrehozni. Az IMPC 4,364 knockout egeret hozott létre és gondosan megvizsgálta.

Az egér szemvizsgálataiból származó rögzített adatok világszerte az összes IMPC-központban történő elemzésével a kollégáim és azt találtuk, hogy ezeknek a knockout egereknek 347-e, mindegyikük egyetlen törölt gént képvisel, a szemészeti szakemberek által megállapított szembetegségek voltak. A rendellenességek néha magukban foglalják a szem elülső struktúráit, mint például a szemhéjakat, a szaruhártyát és a lencsét, és néha hátsó szerkezeteket, például a retinát és a látóideget.

Egér szembetegségek gének tesztelése az emberekben

Mivel az egér és a humán genom hasonló, nagyon valószínű, hogy ezek az újonnan azonosított gének, ha mutáltak, emberi szembetegségeket is okoznak. A következő lépés az, hogy ezeket az újonnan beágyazott egérgéneket tanulmányozzuk vak emberekben. Konkrétan elemezzük azon betegek genomjait, akiknek a korábbi genetikai vizsgálata nem tudta összekapcsolni állapotukat az egyik korábban ismert szembetegség génjével.

A több száz új szembetegség-gén hozzáadása az IMPC-tanulmányhoz segíti a szemorvosokat, mint én, szerte a világon, pontosabb genetikai diagnózist adni a betegeknek. Ezeknek a géneknek az emberekben történő validálásához azt tervezzük, hogy létrehozzunk egy új 261 génből álló panelt, amely mutációkat kereshet.

Továbbá a kiütéses egerek maguk is nyilvánosan hozzáférhető kutatási modellekként szolgálnak az újonnan felfedezett szembetegség-gének számára. Mindezek a kieséses egerek minden kutató rendelkezésére állnak, és további tudományos tanulmányok és terápiás felfedezések céljából megrendelhetők az IMPC-tárolóból. Ezek az egérmodellek felhasználhatók új gyógyszerek, génterápiák és őssejt-megközelítések tesztelésére.

Knockout egerek tanítanak nekünk a genetikáról

Az IMPC tudományos felfedezései gyorsan fejlődnek a több ezer gén és molekula, amelyek számos emberi betegségfolyamat alapját képezik. A test minden szervrendszerében a kutatók sok olyan gént találnak, amelyek soha nem voltak összefüggésben a betegséggel. Az IMPC-projekt eredményei, beleértve a szembetegségek génjeit is, elősegíthetik a diagnosztikai képességet, és új célokat határozhatnak meg az új terápiák számára.

Lásd még: A stressz hatással lehet a látásodra, hogy a szem szakértői hosszú ideig figyelmen kívül hagyják

Remélem, hogy a nagy egyetemek és a szemközpontok szemorvosai az egerekből származó 261 új szembetegség-gén listáját az emberi betegek genetikai szekvenciájával kereszthetik, amelyekben nem találtak olyan betegséget okozó mutációt.

Reméljük, hogy a gének listája sok esetben irányítja a kollégáinkat a genetikai tettesnek, és egyúttal egy speciális diagnózist és egy utat irányoz elő az öröklődött vaksági formákban szenvedő családok esetleges kezelésére.

Ezt a cikket eredetileg az Ala Moshiri The Conversation című kiadványában tették közzé. Olvassa el az eredeti cikket itt.