Dwie mutacje genów, które wywołują choroby siatkówki, powodujące ślepotę u jednego na 5000 mężczyzn, zostały zlokalizowane w genomie, co prowadzi do potencjalnych nowych zabiegów terapeutycznych.
Naukowcy z University of Manchester przeprowadzili analizę strukturalną sprzężonego z X rozwarstwienia siatkówki (X-linked Retinoschisis -XLRS), choroby genetycznej prowadzącej do pewnego rodzaju zwyrodnienia plamki żółtej, w którym wewnętrzne warstwy siatkówki rozwarstwiają się, powodując poważną utratę wzroku i stopniowo doprowadzając do ślepoty. Obecnie nie ma skutecznego leczenia dla XLRS, a badania skupiły się na dowiedzeniu, jak powstaje ta choroba siatkówki.
XLRS jest spowodowane przez mutacje siatkówkowego białka rozwarstwieniowego. Białko to odgrywa kluczową rolę w organizacji komórek siatkówki, tworząc połączenia w kształcie pierścienia oktamerowego (składającego się z ośmiu białek rozwarstwieniowych). Każdy pierścień przypomina śmigło z 8 ostrzami. Ten nowy wgląd w jego strukturalną budowę, umożliwił uzyskanie istotnych wskazówek na temat, jak dochodzi do zmiany spełniania swojej zasadniczej roli w siatkówce przez białko rozwarstwieniowe i pobudzenia wysiłków w celu zbadania tego, co dzieje się z tą strukturą, gdy jest ona zmutowana w XLRS.
Przy użyciu mikroskopu krio-elektronowego, zespół zbadał sparowane pierścienie, jak również wpływ na pierścienie dwóch mutacji powodujących XLRS. Efekty tych mutacji, pomimo tego, że były zgłaszane jako powodujące daną chorobę, nie były znane i mogą zaoferować wyjaśnienia, w jaki sposób normalnie funkcjonuje to białko w siatkówce.
Clair Baldock, profesor biochemii na Uniwersytecie w Manchesterze i główny autor analizy przeprowadzonej przez zespół badawczy, powiedział, że mikroskop krio-elektronowy pozwolił im na identyfikację lokalizacji mutacji na pierścieniach.
„Okazało się, że jedna mutacja chorobotwórcza usytuowana jest w interfejsie pomiędzy oktamerami pierścieni, powodując, że białko rozwarstwieniowe jest mniej stabilne. Druga mutacja jest na końcu wcześniej opisywanego śmigła oktameru, co uważamy, że jest nowym miejscem oddziaływania z innymi białkami w siatkówce."
Poza identyfikacją mutacji i precyzyjnemu odwzorowaniu ich lokalizacji, zespół badawczy stworzył możliwość, aby przyszłe prace mogły doprowadzić do interwencji i terapii genetycznych, które mogłyby ograniczyć lub uniemożliwić spowodowanie szkód przez XLRS.
„XLRS jest obiecującym kandydatem do terapii genowej, więc nasze ustalenia dotyczące tych dwóch różnych klas mutacji będą pouczające dla przyszłych strategii terapeutycznych", podsumował profesor Baldock. Artykuł zatytułowany „Analiza strukturalna mutacji związanej z chromosomem X, powodującej rozwastwienie siatkówki, ujawnia odległe mutacje, które w różny sposób wpływają na funkcję białka rozwarstwieniowego", została opublikowana w czasopiśmie „Human Molecular Genetics".
Źródło: medicalnewstoday.com
Komentarze
[ z 4]
Cieszę się z tego odkrycia. Zwłaszcza, że problemy ze wzrokiem są coraz częstszym problemem pacjentów. Z jednej strony znaczenie ma tutaj starzenie społeczeństwa, z drugiej z całą pewnością musi pewną rolę odgrywać styl życia pacjentów. Między innymi warto zwrócić uwagę na zwiększony czas jaki ludzie przebywają wpatrując się w ekrany telewizorów i monitorów. Powoduje to wielorakie problemy związane z negatywnym oddziaływaniem na gałki oczne człowieka. Z jednej strony problemem jest wielogodzinne wpatrywanie się w obiekty znajdujące się blisko twarzy obserwującego. Oko stale musi wykonywać pracę, aby kurczyć soczewkę i zapewniać dobre widzenie z niewielkiej odległości. Z drugiej strony pewien problem z pewnością stanowi fakt, iż niebieskie światło wydzielane przez ekrany monitorów albo telewizorów mogą wpływać na niszczenie plamki żółtej i jej degeneracji. Dlatego też cieszy mnie fakt, iż może dzięki najnowszym osiągnięciom naukowym z zakresu genetyki medycznej możliwe będzie wprowadzenie u tych osób skutecznej terapii i leczenia mającego na celu zapobieżenie utracie lub nawet pogorszeniu wzroku spowodowanego degeneracją plamki żółtej odpowiedzialnej za prawidłowe widzenie.
Cieszy mnie fakt, że genetycy wkraczają w coraz więcej obszarów medycyny i że może to pozwolić na znaczne udoskonalenie metod leczenia niektórych chorób, a także wpłynąć na opracowanie lepszych sposobów leczenia oraz terapii. Tym razem genetycy zajęli się sprawą zwyrodnienia plamki żółtej. I bardzo dobrze, bo chociaż problem nie należy do bardzo częstych, to jednak jestem przekonany, że osoby których on dotyczy w znacznej mierze ucieszą się z faktu, że ktoś zajął się ich problemem i dzięki temu będą miały szansę na wyeliminowanie problemu, a przynajmniej na ograniczenie jego skali. Powinno się doceniać podejmowanie przez naukowców tego typu działań i motywować, aby nie ustawali oni w tego typu badaniach. Zwłaszcza jeśli okazuje się, że już po krótkim okresie czasu możliwe jest zauważenie efektów i wydaje się zasadne, aby kontynuować projekt dla zmaksymalizowania efektów oraz korzyści.
Takie badania są bardzo pomocne w celu zrozumienia jak dochodzi do ślepoty związanej ze zwyrodnieniem plamki żółtej. Moim zdaniem jest to potrzebne ponieważ w dzisiejszych czasach wzrasta liczba osób z tą chorobą, która w zaawansowanych stadiach znacznie utrudnia funkcjonowanie z uwagi na pogarszający się wzrok. Zaraz po zaćmie oraz jaskrze to najbardziej rozpowszechniona choroba oczu na świecie. W grupie osób od 50 do 60 roku życia stanowi ona zaledwie 0,4 procent osób jednak już po 80 roku życia liczba chorych stanowi 12 procent. To świadczy o tym, że w dużej mierze jest to choroba zależna od wieku, co powinno być sygnałem dla wielu osób, że w pewnym wieku należy w dużej mierze skupić się na badaniach kontrolnych oczu. Warto również wspomnieć o tym, kto także znajduje się w grupie ryzyka. Są to osoby rasy kaukaskiej o jasnej karnacji, osoby z niebieskimi tęczówkami (ponieważ do oka wpuszczana jest większa ilość szkodliwego promieniowania), a także kobiety. Najbardziej szkodliwe dla oka jest niebieskie światło, które jest emitowanie nie tylko przez Słońce, ale wszelkiego rodzaju urządzenia elektryczne, a także oświetlenia typu LED. To pokazuje, że konieczne jest możliwie jak w najmniejszym stopniu korzystanie z tych urządzeń, aby spowolnić lub uchronić się przed zwyrodnieniem plamki żółtej. Chciałabym się w tym momencie na chwilę zatrzymać przy okularach przeciwsłonecznych ponieważ wiedza Polaków nie jest wystarczajaca, co może niekorzystnie wpłynąć na ich zdrowie. Według danych 43 procent obywateli w naszym kraju zaopatruje się w nie w supermarketach. Prawdopodobnie głównym powodem dlaczego tak się dzieje jest atrakcyjna cena, jednak jak podkreślają eksperci może to być niebezpieczne. Innym powodem mogą być także walory estetyczne, dla wielu przecież bardzo istotne. Mało jednak osób skupia się na tym co tak naprawde w okularach jest najistotniejsze czyli odpowiednim filtrze UV. Rzadko ktoś zwraca na to czy osłaniają one cały narząd wzroku co jest niezmiernie ważne. Okulary, które nie są odpowiednich rozmiarów nie są w stanie zapewnić odpowiedniej ochrony dla oka, przyczyniając się do tego, że część promieni może trafiać do powieki, rogówki, soczewki i spojówki przyczyniając się do ich uszkodzenia. Wracając jednak do tematyki zwyrodnienia plamki żółtej. Rozwojowi zwyrodnienia plamki żółtej sprzyja także cukrzyca, zaburzenia gospodarki lipidowej, nadciśnienie tętnicze oraz podwyższone stężenie cholesterolu. W bardzo dużym stopniu palenie papierosów może przyczyniać się do rozwoju tej choroby. Według danych u palaczy ryzyko rozwoju zwyrodnienia plamki żółtej wzrasta nawet od 2 do 6 razy. Wszystkie wymieniony czynniki wpływają na układ krążenia, także ten wewnątrz oka w postaci sieci drobnych naczyń. Początkowe objawy tej choroby mogą być niecharakterystyczne takie jak gorsze widzenie przy słabszym oświetleniu czy pogorszenie widzenia z bliskiej odległości. W bardziej zaawansowanych stadiach może dochodzić do zaburzeń jeżeli chodzi o kształt widzianego obrazu co nazywa się metamorfopsją. Może dochodzić do falowania, wykrzywienia lub załamania obrazu. Żadnego z tych objawów nie wolno bagatelizować i należy jak najszybciej skonsultować się z okulistą, celem rozpoczęcia odpowiedniej terapii. Tak jak w każdej chorobie bardzo ważna jest profilaktyka, która również może zahamować rozwój zwyrodnienia plamki żółtej. Warto zjadać produkty bogate w luteinę oraz zeaksantynę, które są przeciwutleniaczami hamującymi degradację plamki żółtej. Suplementacji wymagaja również kwasy omega-3, cynk, miedź i selen, a także witaminy C i E. Uzupełnianie tych składników może spowolnić rozwój zwyrodnienia nawet o jedną czwartą. Coraz częściej słyszy się o tym, że sztuczna inteligencja znajduje zastosowanie w diagnostyce wielu chorób, także chorób oczu. Jeżeli chodzi o zwyrodnienie plamki żółtej również się ją wykorzystuje co uważam, za bardzo słuszne. Lubelscy okuliści zaczynają pilotażowy program, który pozwoli na szybką diagnostykę. Jak się okazuje w ciągu 5 minut możliwe jest przebadanie aż 12 pacjentów! To pozwala na przebadanie znacznie większej ilości niż zrobiłby to lekarz. Jest to bardzo dobre rozwiązanie ponieważ lekarz w tym czasie będzie mógł wykonać inne czynności, na które wciąż brakuje czasu. Kamera wykonuje zdjęcie, które jest następnie przesyłane do komputera, która jest następnie analizowana przy użyciu sztucznej inteligencji. Dzięki takim badaniom przesiewowym będzie można przebadać bardzo dużą liczbę pacjentów i wykrycie zmian na wczesnych etapach rozwoju choroby. W razie niepokojących objawów pacjent zostanie od razu skierowany do specjalisty. Taki model działania według mnie ma bardzo duże szanse na zapewnienie pacjentom bezpieczeństwa jeżeli chodzi o choroby oczu. Pilotażowe badania będą przeprowadzane w mniejszych miejscowościach, w których dostęp do specjalisty jest znacznie utrudniony. Badania te również będą skierowane do osób z retinopatią cukrzycową, która jest diagnozowana coraz częściej.
Rola genetyki we współczesnej medycynie odgrywa coraz większą rolę zarówno jeżeli chodzi o diagnostykę, ale i różnego rodzaju terapie. Coraz więcej mówi się medycynie spersonalizowanej, która opiera się właśnie w dużej mierze na genetyce. Dzięki temu możliwe jest traktowanie każdego pacjenta w sposób indywidualny poprzez właściwy dobór leków oraz ich odpowiedniego dawkowania. Warto wspomnieć, że na przestrzeni lat taka forma terapii staje się coraz tańsza, a przez co dostępniejsza, a być może już niedługo będzie standardem w postępowaniu terapeutycznym. Dzięki wiedzy z zakresu genetyki możliwe jest określenie, którzy pacjenci są bardziej narażeni na rozwój konkretnych nowotworów. Wśród nich wymienia się raka piersi, jajnika, czy też jelita grubego. 82 procent pacjentów z nowotworem jelita grubego jest obciążonych genetycznie. Taka wiedza powinna być sygnałem dla ogromnej liczby osób, że konieczne jest systematyczne przeprowadzanie badań diagnostycznych, które pozwolą na odpowiednio wczesne przeprowadzenie terapii, polegającej na wycinaniu polipów. Jeżeli chodzi o terapię genową w przypadku raka jelita grubego mówi się o genie BRAF. Leczenie pacjentów z przerzutową postacią tego nowotworu wymaga diagnostyki molekularnej. W naszym kraju analizuje się wspomniany gen BRAF, a także KRAS i NRAS. W pierwszym etapie badania dokonuje się z guza pierwotnego, a w dalszej kolejności z przerzutów zlokalizowanych w wątrobie i innych częściach organizmu. Część mutacji, których jest oznaczanych u pacjentów ma wartość prognostyczną dla rozwoju procesu nowotworowego. Stwierdzenie obecności mutacji w genie BRAF wiąże się z gorszym rokowaniem w przypadku zaawansowanej postaci jelita grubego. Konsekwencją tej mutacji jest bardzo silna stymulacja komórek do namnażania się i inwazji. Szybciej dochodzi do jego progresji i większej ilości przypadków przyczynia się do powstawania przerzutów. Rak jelita grubego z mutacją BRAF wykazuje oporność w przypadku niektórych form leczenia systemowego. Jeżeli chodzi o mutację KRAS to wymaga ona dalszych analiz, ale obserwuje się pewną zależność w przypadku przeżycia pacjentów. Według naukowców z naszego kraju genów odpowiedzialnych za rozwój raka prostaty i raka piersi jest 14. Każdy z nich może zostać uszkodzony w wielu tysiącach miejsc. Przykładowo w przypadku mutacji genu BRCA1, dochodzi do zwiększonego prawdopodobieństwa rozwoju raka piersi oraz jajnika. Miejsc takich mutacji jest w przypadku tego genu około 2400. W przypadku raka piersi ryzyko dotyczy 13 procent kobiet, natomiast w przypadku 80 procent istotną rolę odgrywa podłoże genetyczne. Istotnym krokiem w przypadku terapii tego nowotworu było wprowadzenie odpowiednich leków, u pacjentek z nadmierną ekspresją genu HER2. Bardzo korzystne jest także taka forma leczenia w przypadku czerniaka. Skuteczność w tym wypadku wynosi około 60-70 procent, natomiast jeżeli chodziło o chemioterapię to wskaźnik ten wynosił około 6 procent. Mówi się o tym, że w naszym kraju co czwarta osoba zachoruje na nowotwór, ponieważ jest obciążona genetycznie. Rodzinne ryzyko ich wystąpienia związane jest z około 60 genami. Istnieje możliwość ich przeanalizowania w czasie jednego badania i trwa to około 4 tygodni. Konieczne jest aby zwiększyć możliwości dostępu do tego typu badań w naszym kraju, a także specjalistów, których na chwilę obecną jest około 80. Terapia genowa cieszy się coraz większym zainteresowaniem wśród naukowców. W ostatnim czasie coraz więcej mówi się o zastosowaniu terapii genowej w przypadku chorób oczu. Wśród nich wymienia się wrodzoną ślepotę Lebera oraz zwyrodnienia barwnikowego siatkówki, które w przypadku braku terapii prowadzą do całkowitej utraty wzroku. Bardzo wiele w ostatnim czasie mówi się o rdzeniowym zaniku mięśni (SMA). W naszym kraju zostały podjęte działania, których celem jest zapewnienie refundacji leku, który może okazać się bardzo skuteczny w tej chorobie. Terapia oparta na tym leku jest związana z wprowadzeniem obcego DNA do komórek gospodarza. Jest on podawany drogą dożylną, za pomocą nośnika, którym w tym wypadku jest wirus i polega na dostarczeniu prawidłowo funkcjonującej kopii genu SMN1. Osoba, która choruje na SMA, nie ma tego genu, lub działa on niewłaściwie. Wprowadzenie właściwej kopii genu sprawia, że w organizmie produkowana jest większa ilość białka SMN. Jak do tej pory wykazano, że dostarczenie jednorazowej dawki leku wystarczyło do poprawy stanu zdrowia chorego. Badania co prawda były przeprowadzone 5 lat temu, jednak do tej pory efekt zastosowanej terapii cały czas się utrzymuje. Również w przypadku tej choroby istotne jest przeprowadzanie przesiewowych badań diagnostycznych. Dzięki takim badaniom możliwe jest wychwycenie około 95 procent dzieci, u których może dojść do rozwoju tego schorzenia. Odpowiednio wcześnie przeprowadzona terapia, przed wystąpieniem pierwszych objawów może okazać się kluczowa. Pozwoli to dzieciom na normalny, prawidłowy rozwój. Należy również wspomnieć, że w takim wypadku dziecko musi być objęte wielospecjalistyczną opieką, a także przechodzić odpowiednią rehabilitację. Jeżeli chodzi o inżynierię genetyczną w dzisiejszych czasach to należałoby wspomnieć o pandemii wywołanej koronawirusem. Jak się okazuje może okazać się na kluczowa w szybkim stworzeniu skutecznej szczepionki, która pozwoli na wytworzenie odporności przeciwko temu wirusowi. W pierwszej kolejności jeżeli mówimy o genetyce to należy wspomnieć, że pewne mutacje w naszym genomie mogą sprawić, że ryzyko zachorowania na COVID-19 będzie większe, a przebieg tej choroby cięższy. Szczególna uwaga naukowców koncentruje się na genach ACE2 i HLA. Uzyskane do tej pory informacje sugerują istotną rolę genów występujących na chromosomie 3, którego część koduje białka biorące udział w złożony proces infekcji koronawirusem. Wracając do szczepionek przeciwko korowirusowi należy wspomnieć, że bardzo dobrym posunięciem było podanie informacji na temat jego sekwencji genetycznej. Pozwoliło to naukowcom na pracę bez wirusów. Dzięki temu ośrodki na całym świecie mogły szybciej podjąć działania, których założeniem stało się stworzenie skutecznej szczepionki. Technologia ta jest prostsza i można ją przeprowadzić bez zachowywania istotnych zasad bezpieczeństwa, które w dużej mierze mogłyby utrudnić pracę naukowcom. Praca nad materiałem genetycznym daje też dużo większe możliwości modyfikacji. W teorii wprowadzenie materiału genetycznego do komórek sprawia się, że możliwe jest naśladowanie cyklu komórkowego. Dzięki temu możliwe jest wytworzenie skuteczniejszej odpowiedzi niż w przypadku klasycznych szczepionek. Tradycyjne szczepionki od tych opartych na kwasach nukleinowych różnią się tym, że zawierają one atenuowane lub inaktywowane wirusy, bądź ich fragmenty. Ich zadaniem jest naśladowanie fragmentu wirusa. Zawierając jego antygen przyczyniają się do wywołania odporności. Z kolei cząsteczki oparte na materiale genetycznym w postaci RNA czy DNA są swego rodzaju informacją dotyczącą szczepionki, która dopiero powstanie w naszym organizmie. Odpowiednia informacja jest dostarczana do komórek organizmu, w których powstaje ta właśnie szczepionka. Niestety wadą szczepionek opartych na materiale genetycznym jest to, że wciąż są to metody pionierskie. Ponadto mRNA jest materiałem, który w łatwy sposób może ulec degradacji. Prawdopodobnie konieczne będzie zapewnienie bardzo niskich temperatur podczas transportu. Jeżeli chodzi o polskich naukowców to warto jest wspomnieć o tym, że jakiś czas temu przeprowadzali oni pracę nad technologią interferencji RNA, które może być wykorzystywana w przypadku leczenia choroby Huntingtona. Ta forma terapii może pozwolić na zablokowanie produkcji zmutowanego białka huntingtyny. Według ustaleń ilość ta spada o około 70 procent w porównaniu do osób u których nie przeprowadzono terapii. Udało się tego dokonać u pacjentów z chorobą Huntingtona, a dalsze badania były przeprowadzane na myszach. W tej technice zastosowanie ma zmieniony wirus, który jest wprowadzany do mózgu. Jeśli ta forma terapii okaże się skuteczna to będzie ją można wykorzystać także w leczeniu ośmiu innych chorób neurodegeneracyjnych określanych mianem poliglutaminowych. W innej metodzie naukowcy z innego ośrodka badawczego przyczynili się do wyłączenia genu odpowiedzialnego za syntezę nieprawidłowego białka. Lek był wstrzykiwany do płynu mózgowo-rdzeniowego, a następnie dostawał się do komórek mózgu.