2 milijonai aklųjų atsitiktinių atvejų atsidūrė keliose akių ligų genų

Paveldimos akies ligos sudaro ne mažiau kaip 2 mln. Aklumo atvejų visame pasaulyje. Nustatyti keli šimtai genų, kurie sukelia akių ligas, tačiau daugeliu atvejų priežastis nežinoma, nes ne visi akių ligų genai buvo nustatyti.

Dėl šios priežasties genetinis tyrimas gali nustatyti tik 50–75 proc. Aklų vaikų ir jaunų žmonių, kurie yra atsakingi už aklumą.

Kaip akių gydytojas ir tyrėjas, esu nusivylęs dėl to, kad mano pacientams trūksta gydymo genetinėmis aklumo formomis, pavyzdžiui, piginozės retinitu, Stargardo liga ir su amžiumi susijusio geltonosios dėmės degeneracija. Norėdami išspręsti šią problemą, mano laboratorija pradėjo tyrimą dėl genų, reikalingų normaliam akių formavimui ir veikimui. Mes nustatėme 347 genus, kurie, jei jie buvo mutuoti, laboratorinių pelių aklumą sukelia. Iš jų 261 niekada nebuvo susijęs su regėjimo praradimu prieš mūsų tyrimą, kurį neseniai paskelbėme žurnale Komunikacijos biologija.

Taip pat žiūrėkite: Mokslininkai išaugo žmogaus akių kamuolius inde, kad išgelbėtų mūsų regėjimą

Išardytos pelės padeda nustatyti daugiau aklumo genų

Mokslininkai pirmą kartą nustatė akių ligų genus 1980-ųjų pabaigoje, studijavę Jungtinių Valstijų šeimas su paveldėtomis retinito formos pigmentozėmis, tinklainės ląstelių ligomis, vadinamomis strypo fotoreceptoriais vaikams ir jauniems suaugusiems, o tai sukelia galimą aklumą. Nuo tada daugiau ir daugiau šeimų buvo ištirtos, siekiant įtraukti į aklųjų žmonių mutacijų sąrašą.

Norėdami išsiaiškinti, kurie genai sukelia aklumą, pasinaudojome kažkuo, vadinamu „knockout“ technologija. Mokslininkai inžineruoja išjungtą pelę, ištrindami abu bet kurio vieno geno kopijas. Tai veiksmingai pašalina jį iš pelės genomo. Nukrypimų rezultatas, ir jie pateikia užuominų apie „išjudinto“ geno funkciją. Pelės genomas yra panašus į žmogaus genomą ir jame yra maždaug 22 000–25 000 genų. Iki šiol mokslininkai visame pasaulyje ištyrė apie 7000 genų, o šių pelių tyrinėjimo procesas vyksta.

Išgryninto pelės technologijos išradimas 1990-aisiais lėmė akių ligų genų identifikavimą, tiriant pelių akis su tiksliniais ištrynimais. Tarptautinio pelės fenotipavimo konsorciumo (IMPC), kurį sudaro daugiau nei dešimt dešimčių pelių biologijos centrų visoje Šiaurės Amerikoje, Europoje ir Azijoje, tikslas - sukurti kiekvieno pelės genomo geno išmuštą pelę. IMPC sukūrė ir kruopščiai išnagrinėjo daugiau nei 3664 išjungtas peles.

Analizuodami įrašytus duomenis iš pelių akių egzaminų visuose IMPC centruose visame pasaulyje, mano kolegos ir nustatėme, kad 347 iš šių išjungtų pelių, kurių kiekvienas atstovavo vienam ištrintam genui, buvo akių sutrikimai, kuriuos nustatė apmokyti oftalmologai. Kartais anomalijos buvo susijusios su priekinėmis akies struktūromis, pvz., Akių vokais, ragena ir lęšiais, o kartais ir užpakalinėmis struktūromis, pavyzdžiui, tinklaine ir regos nervu.

Pelių akių ligų genų tyrimas žmonėms

Kadangi pelės ir žmogaus genomai yra panašūs, labai tikėtina, kad šie naujai nustatyti genai, jei jie yra mutuoti, taip pat sukelia žmogaus akių ligas. Kitas žingsnis yra ištirti šiuos naujai įtrauktus pelės genus akliems žmonėms. Konkrečiai, mes analizuosime pacientų genomus, kurių ankstesnis genetinis tyrimas negalėjo susieti jų būklės su vienu iš anksčiau žinomų akių ligų genų.

Šimtų naujų akių ligų genų įtraukimas į šį IMPC tyrimą padės akių gydytojams, kaip ir man, visame pasaulyje suteikti tikslesnes genetines diagnozes mūsų pacientams. Norėdami patvirtinti šiuos genus žmonėms, mes planuojame sukurti šių naujų 261 genų skydą, kurį galima nuskaityti mutacijoms.

Be to, pačios išjungtos pelės tarnaus kaip viešai prieinami naujai atrinktų akių ligų genų tyrimų modeliai. Visos šios bandomosios pelės yra prieinamos visiems tyrėjams ir gali būti užsakomos iš IMPC saugyklos papildomiems moksliniams tyrimams ir terapiniams atradimams. Šie pelės modeliai gali būti naudojami bandant naujus vaistus, genų terapijas ir kamieninių ląstelių metodus.

Išmuštos pelės moko mus apie genetiką

Moksliniai IMPC atradimai greitai padeda suprasti tūkstančius genų ir molekulių, kurios yra daugelio žmonių ligų procesų pagrindas. Kiekvienoje kūno organų sistemoje mokslininkai suranda daug genų, kurie niekada nebuvo susiję su liga. IMPC projekto rezultatai, įskaitant akių ligų genus, gali paskatinti diagnostikos galimybes ir nustatyti naujus naujus gydymo būdus.

Taip pat žiūrėkite: Stresas gali turėti įtakos jūsų vizijai, kad akių ekspertai ilgai ignoruojami

Tikiuosi, kad didžiųjų universitetų ir akių centrų akių gydytojai palygins mūsų 261 naujų akių ligų genų sąrašą su pelėmis, kurių genetinė seka yra jų pacientų, kuriems jie nerado jokių ligų sukeliančių mutacijų.

Tikimės, kad mūsų genų sąrašas daugeliu atvejų nukreips mūsų kolegus į genetinį kaltininką ir suteiks konkrečią diagnozę ir kelią į priekį link galimų gydymo toms šeimoms, kurios kenčia nuo paveldimų aklumo formų.

Šis straipsnis iš pradžių buvo paskelbtas Ala Moshiri pokalbyje. Skaitykite originalų straipsnį čia.