2 мільйони випадків сліпоти простежувалися до жменьки генів хвороби очей

Спадкові захворювання очей становлять щонайменше 2 мільйони випадків сліпоти у всьому світі. Було виявлено кілька сотень генів, які викликають захворювання очей, але у багатьох випадках причина невідома, оскільки не всі гени захворювання очей виявлені.

В результаті, генетичне тестування здатне визначити тільки мутацію, відповідальну за сліпоту лише у 50-75% сліпих дітей і молодих дорослих.

Як очний лікар і дослідник, я засмучений відсутністю лікування для моїх пацієнтів з генетичними формами сліпоти, такими як пігментна ретинит, хвороба Старгардта і вікова макулярна дегенерація. Щоб вирішити цю проблему, моя лабораторія розпочала дослідження генів, необхідних для нормального формування та функціонування очей. Ми виявили 347 генів, які при мутації викликають сліпоту у лабораторних мишей. З них 261 ніколи не були пов'язані з втратою зору перед нашим дослідженням, яке ми опублікували нещодавно в журналі Біологія зв'язку.

Див. Також: Вчені зробили біти людських очей у блюдо, щоб зберегти наш погляд

Мишки з нокаутом допомагають визначити більше генів сліпоти

Дослідники вперше виявили гени захворювань очей наприкінці 1980-х років, вивчивши сім'ї в Сполучених Штатах з успадкованими формами пігментної ретинита, хворобою клітин сітківки, що називаються фоторецепторами стрижнів у дітей і молодих дорослих, що призводить до можливої ​​сліпоти. З того часу все більше сімей вивчали, щоб додати до списку сліпучих мутацій у людей.

Щоб з'ясувати, які гени викликають сліпоту, ми скористалися тим, що називається технологією нокауту. Дослідники розробляють нокаутну мишу, видаляючи обидві копії одного гена. Це ефективно видаляє його з геному миші. Аномалії виникають, і вони дають підказки щодо функції «вибитого» гена. Геном миші подібний до людського і містить приблизно 22 000-25 000 генів. До цих пір вчені по всьому світу вибили близько 7000 генів у мишей, і процес вивчення цих мишей триває.

Винахід нокаутной технології миші в 1990-х роках призвело до ідентифікації генів очних хвороб шляхом вивчення очей мишей з цільовими видаленнями. Міжнародний консорціум з фенотипу миші (IMPC), який складається з більш ніж десятка центрів біологічної миші в Північній Америці, Європі та Азії, має на меті створити нокаутну мишу для кожного гена в геномі миші. IMPC створив і ретельно вивчив понад 4364 нокауту мишей.

Аналізуючи дані, отримані від обстеження очей миші у всіх центрах IMPC по всьому світу, ми з колегами виявили, що 347 з цих нокаутних мишей, кожен з яких представляє один вилучений ген, мав аномалії очей, як це було визначено кваліфікованими офтальмологічними експертами. Аномалії іноді включають передні структури очей, такі як повіки, рогівка і кришталик, а іноді і задні структури, такі як сітківка і зоровий нерв.

Тестування генів захворювань очей миші у людей

Оскільки геноми миші і людини подібні, цілком ймовірно, що ці знову виявлені гени, якщо вони мутовані, також викликають хвороби очей людини. Наступним кроком є ​​вивчення цих знову залучених генів миші у сліпих пацієнтів. Зокрема, ми будемо аналізувати геноми пацієнтів, чиє попереднє генетичне тестування не могло зв'язати їх стан з одним з раніше відомих генів захворювання очей.

Додавання сотень нових генів хвороб очей в це дослідження IMPC допоможе очним лікарям, як я, у всьому світі забезпечити більш точні генетичні діагнози нашим пацієнтам. Щоб підтвердити ці гени у людей, ми плануємо створити панель цих нових 261 генів, які можна сканувати для мутацій.

Крім того, самі миші-нокаути будуть служити публічно доступними дослідницькими моделями для знову виявлених генів очних хвороб. Всі ці нокаутні миші доступні всім дослідникам і можуть бути замовлені в сховищі IMPC для додаткових наукових досліджень і терапевтичних відкриттів. Ці моделі мишей можна використовувати для тестування нових ліків, генної терапії та підходів стовбурових клітин.

Нокаутні миші навчають нас про генетику

Наукові відкриття ІМПК швидко просувають наше розуміння тисяч генів і молекул, які лежать в основі багатьох хворобливих процесів людини. У кожній системі органів дослідники знаходять багато генів, які ніколи не були пов'язані з хворобою. Результати проекту IMPC, включаючи гени хвороби очей, могли б підвищити діагностичні можливості та визначити нові цілі для нових методів лікування.

Див. Також: Стрес може вплинути на ваше бачення, що експерти довго ігнорували

Я сподіваюся, що очні лікарі великих університетів та очних центрів будуть перехресно посилатися на наш список 261 нових генів захворювань очей від мишей з генетичною послідовністю їхніх пацієнтів, у яких вони не виявили мутації, що викликає захворювання.

Ми сподіваємося, що наш список генів у багатьох випадках допоможе нашим колегам до генетичного злочинця і забезпечить як специфічну діагностику, так і шлях до можливого лікування тих сімей, які страждають успадкованими формами сліпоти.

Ця стаття спочатку була опублікована на бесіді Ала Мошірі. Читайте оригінальну статтю тут.