2 миллиона случаев слепоты связаны с несколькими генами глазных болезней

Наследственные заболевания глаз являются причиной как минимум 2 миллионов случаев слепоты во всем мире. Было выявлено несколько сотен генов, которые вызывают заболевания глаз, но во многих случаях причина неизвестна, поскольку не все гены глазных заболеваний были идентифицированы.

В результате генетическое тестирование способно определить мутацию, ответственную за слепоту, только у 50–75 процентов слепых детей и молодых людей.

Как окулист и исследователь, я разочарован отсутствием лечения для моих пациентов с генетическими формами слепоты, такими как пигментный ретинит, болезнь Старгардта и возрастная дегенерация желтого пятна. Чтобы решить эту проблему, моя лаборатория начала исследование генов, необходимых для нормального формирования и функционирования глаз. Мы обнаружили 347 генов, которые при мутации вызывают слепоту у лабораторных мышей. Из них 261 никогда не были связаны с потерей зрения до нашего исследования, которое мы недавно опубликовали в журнале Биология связи.

Читайте также: Ученые взяли кусочки глазных яблок человека в блюдо, чтобы спасти наше зрение

Мыши-нокауты помогают выявить больше генов слепоты

Исследователи впервые идентифицировали гены глазных заболеваний в конце 1980-х годов, изучая семьи в Соединенных Штатах с наследственными формами пигментного ретинита, заболеванием клеток сетчатки, называемым фоторецепторами палочек, у детей и молодых людей, которое приводит к возможной слепоте. С тех пор, все больше и больше семей были изучены, чтобы добавить в список ослепительных мутаций у людей.

Чтобы выяснить, какие гены вызывают слепоту, мы воспользовались тем, что называется технологией нокаута. Исследователи спроектировали нокаутированную мышь, удалив обе копии любого отдельного гена. Это эффективно удаляет его из генома мыши. Возникают аномалии, и они дают ключ к пониманию функции «нокаутированного» гена. Геном мыши похож на геном человека и содержит примерно 22 000-25 000 генов. До сих пор ученые всего мира уничтожили около 7000 генов у мышей, и процесс изучения этих мышей продолжается.

Изобретение технологии нокаутированной мыши в 1990-х годах привело к идентификации генов глазных болезней путем изучения глаз мышей с целевыми делециями. Международный консорциум по фенотипированию мышей (IMPC), в состав которого входит более десятка биологических центров мышей в Северной Америке, Европе и Азии, стремится создать нокаутированных мышей для каждого гена в геноме мыши. IMPC создал и тщательно исследовал более 4364 нокаутных мышей.

Анализируя записанные данные, полученные в ходе исследований глаз мыши во всех центрах IMPC по всему миру, мы с коллегами обнаружили, что 347 из этих нокаутированных мышей, каждая из которых представляет один удаленный ген, имели аномалии глаза, как было определено обученными офтальмологами. Иногда аномалии затрагивают передние структуры глаза, такие как веки, роговица и хрусталик, а иногда и задние структуры, такие как сетчатка и зрительный нерв.

Тестирование генов глазных болезней у людей

Поскольку геномы мыши и человека похожи, весьма вероятно, что эти вновь идентифицированные гены, если они мутированы, также вызывают заболевания глаз человека. Следующим шагом является изучение этих новых вовлеченных генов мышей у слепых людей. В частности, мы проанализируем геномы пациентов, чье предшествующее генетическое тестирование не могло связать их состояние с одним из ранее известных генов глазных заболеваний.

Добавление сотен новых генов глазных болезней в это исследование IMPC поможет глазным врачам, таким как я, во всем мире предоставлять более точные генетические диагнозы нашим пациентам. Чтобы проверить эти гены у людей, мы планируем создать панель из этих 261 новых генов, которые можно сканировать на наличие мутаций.

Кроме того, сами нокаутированные мыши будут служить общедоступными моделями исследований для недавно открытых генов глазных болезней. Все эти нокаутированные мыши доступны для всех исследователей и могут быть заказаны в хранилище IMPC для дополнительных научных исследований и терапевтических открытий. Эти мышиные модели можно использовать для тестирования новых лекарств, генной терапии и подходов к стволовым клеткам.

Мыши-нокауты учат нас генетике

Научные открытия IMPC быстро продвигают наше понимание тысяч генов и молекул, которые лежат в основе многих заболеваний человека. В каждой системе органов организма исследователи находят много генов, которые никогда не были связаны с болезнью. Результаты проекта IMPC, включая гены глазных болезней, могут улучшить диагностические возможности и определить новые цели для новых методов лечения.

Смотрите также: Стресс может повлиять на ваше зрение, что глазные эксперты долго игнорировали

Я надеюсь, что окулисты в крупных университетах и ​​офтальмологических центрах свяжут наш список 261 новых генов глазных болезней от мышей с генетической последовательностью их пациентов-людей, у которых они не обнаружили мутации, вызывающей заболевание.

Мы надеемся, что наш список генов приведет наших коллег к генетическому виновнику во многих случаях и предоставит как конкретный диагноз, так и путь к возможному лечению тех семей, которые страдают от унаследованных форм слепоты.

Эта статья была первоначально опубликована на разговор Ала Мошири. Прочитайте оригинальную статью здесь.