Нова надежда за терапия срещу пигментен ретинит

Ретинит пигментоза, дегенеративно генетично заболяване на окото, се характеризира с прогресивна загуба на зрението, обикновено водеща до слепота. При някои пациенти са наблюдавани структурни дефекти във фоторецепторните клетки, но участващите молекулярни механизми не са разбрани.

Екип от Университета в Женева (UNIGE), в сътрудничество с Университета в Лозана (UNIL), идентифицира съществената роля, която играе молекулярният цип, образуван от четири протеина. Липсата на този цип води до клетъчна смърт в клетките на ретината. Това откритие може да доведе до разработването на терапевтични подходи за пигментен ретинит. Тази работа може да се прочете в списанието PLOS биология.

Според съобщение за новини от университета в Женева, ретинит пигментоза е най-често срещаното наследствено заболяване на ретината при хората, с разпространение от един на всеки 4000 души по света. Първите симптоми обикновено се появяват на възраст между 10 и 20 години със загуба на нощно зрение. След това зрителното поле се стеснява до „тунелно зрение“, което накрая води до слепота около 40-годишна възраст. Това заболяване се характеризира с дегенерация на светлочувствителните клетки, фоторецепторите.

Университетът отбелязва в съобщението, че тези специализирани невронни клетки на ретината са отговорни за превръщането на светлината в нервен сигнал. Външният сегмент на клетката е изграден от купчини дискове, върху които са разположени светлочувствителните пигменти. Вътрешният сегмент съдържа всички метаболитни механизми, необходими за функционирането на клетката и е свързан с външния сегмент чрез свързващата ресничка.

Молекулен цип

Мутациите в гените на четири протеина, разположени в тази свързваща ресничка, са свързани с патологии на ретината, представящи дегенерация на фоторецепторите. Тези четири протеина са идентифицирани от лабораторията на д-р Пол Гишард и д-р Вирджини Хамел от катедрата по молекулярна и клетъчна биология на Факултета по природни науки. Те са разположени в центриоли, цилиндрични структури, направени от микротубули и присъстващи във всички животински клетки.

„В центриола тези протеини осигуряват сцеплението на различните микротубули, като действат като цип. Чудехме се дали те не играят същата роля в тръбните структури на свързващата ресничка “, обясни Хамел, последният автор на изследването, каза в съобщението.

Наблюдения с безпрецедентна прецизност

Благодарение на техниката на разширителна микроскопия, оптимизирана от групата на Хамел и Гишар, която позволява клетките да се надуват, без да ги деформират, учените успяха да наблюдават тъканта на ретината с никога постигната разделителна способност. Биолозите се фокусираха върху структурата на свързването на ресничките от мишки, които са имали или не са имали мутация в гена за един от четирите споменати протеина.

Тези наблюдения са проведени на различни етапи от живота.

„При липса на мутация открихме, че тези протеини осигуряват, точно както бяхме виждали по-рано в центриолите, кохезията между микротубулите, като образуват цип, който се затваря с напредването на развитието“, Оливие Мърси, изследовател в катедрата по молекулярна и клетъчна биология и първи автор на изследването, се казва в съобщението.

От друга страна, когато генът за този протеин е мутирал, въпреки че структурата на микротубулите изглежда нормална през първите дни, микротубулите постепенно стават по-малки и по-малко прикрепени един към друг. В зряла възраст засегнатите мишки имат микротубули, които вече изобщо не са „закопчани“ заедно и в крайна сметка се сриват, което води до клетъчна смърт на фоторецепторите.

Възстановяване на „молекулярния цип“ за предотвратяване на клетъчната смърт

Според университета тази работа, подкрепена от Европейския съвет за научни изследвания (ERC) и Pro Visu Foundation, е довела до по-добро разбиране на молекулярно и структурно ниво на пигментен ретинит, което позволява да се обмислят терапевтични лечения, които действат преди клетъчната дегенерация.

„Чрез инжектиране на протеина на пациенти, страдащи от определени видове пигментен ретинит, можем да си представим, че молекулярният цип може да бъде възстановен, за да се осигури структурната цялост на микротубулите на свързващите реснички, като по този начин се предотврати смъртта на фоторецепторните клетки “, заключи Гишар. „Ние оценяваме този подход в сътрудничество с нашите колеги от UNIL и офталмологичната болница „Жул-Гонин“, Иван Арсенийевич и Корин Костич.“

Препратки

Оливие Мърси, д-р; д-р Пол Гишар; et al. Свързващото вътрешно скеле на ресничките осигурява структурна основа, която предпазва от дегенерация на ретината. PLoS биология, публикувано на 16 юни 2022 г. doi 10.1371.journal.pbio.3001649

.