Четыре года назад команда из Университета Пенсильвании в сотрудничестве с группой из Японии отметила первую ячейку этого контрольного списка в отношении формы врожденной куриной слепоты у собак. Теперь, в статье в журнале Scientific Reports, они объявляют об успехе второго этапа: они определили ген, ответственный за.
«Мы действительно установили точную генетическую мутацию, которая вызывает это заболевание», – говорит Кейко Миядера, доцент офтальмологии Школы ветеринарной медицины Пенсильвании и старший автор статьи. "Следующим этапом будет работа над лечением этого состояния; это еще не все, и мы очень рады этому."
Люди с врожденной стационарной куриной слепотой (CSNB) имеют практически нормальное зрение в течение дня, но с трудом распознают предметы в тусклом свете. Наследственное заболевание присутствует с рождения и может возникнуть в результате мутаций ряда генов. Хотя современный мир в целом хорошо освещен, эта форма слепоты может серьезно повлиять на качество жизни в районах, где искусственное освещение не так легко доступно.
В публикации 2015 года в журнале PLOS ONE, команда, в которую вошли Миядера и Густаво Агирре, профессор офтальмологии и медицинской генетики в Penn Vet, и Rueben Das, затем Penn Vet, а теперь Penn’s Perelman School of Medicine, в сотрудничестве с команда, возглавляемая Минео Кондо из Университета Мие, объявила, что они впервые обнаружили форму настоящего CSNB у собак.
В текущей работе исследователи продолжили свое сотрудничество, на этот раз работая над выявлением генетической мутации, ответственной за.
Воспользовавшись относительно доступной технологией секвенирования генома, команда провела общегеномное ассоциативное исследование, чтобы сузить потенциальные генетические области-кандидаты.
Используя чип, способный определять единичные нуклеотидные изменения в 170000 точках генома собаки, исследователи изучили 12 собак с этой формой CSNB и 11 здоровых собак.
Все животные происходили из близкородственной семьи, что помогло выделить различия между ними.
Этот анализ сузил их цель до области генома размером примерно 4 миллиона пар нуклеотидных оснований – все еще слишком велико для поиска гена по гену. Вместо этого они выполнили секвенирование всего генома и использовали результаты для сравнения с международным набором данных, содержащим геномную информацию от более чем 250 собак, и искали гены, в которых у пораженных собак было две копии мутации, у носителей была одна, а у других собак не было ни одной.
«Мы обнаружили довольно убедительную мутацию», – говорит Миядера.
Мутация затрагивает ген LRIT3, включая делецию одной пары оснований, в результате чего полученный белок усекается. Примечательно, что мутации LRIT3 также участвуют в CSNB у людей.
В своей нормальной форме LRIT3 гарантирует, что белок молекулярного канала, TRPM1, должным образом локализуется на кончике типа клетки, прилегающей к светочувствительным фоторецепторным клеткам сетчатки. Этот вторичный слой нейронов сетчатки, называемый биполярными клетками ON, передает сигналы от фоторецепторов на своем пути к мозгу. Мутация, по-видимому, специфически влияет на те ON биполярные клетки, которые связаны с палочковидными клетками – те, которые сильно влияют на зрение при тусклом свете.
После того, как они остановились на мутации LRIT3, они смогли подтвердить доказательства того, что это был ген, исследовав ткань пораженных собак и изучив, как наличие нормального по сравнению с мутантным LRIT3 влияет на клеточные и белковые маркеры и экспрессию TRPM1 в лабораторные эксперименты.
Хотя мутация влияет на функцию биполярных клеток ON, исследователи обнаружили, что структура сетчатки, по-видимому, не пострадала от мутации.
«Это очень важно для разработки генной терапии», – говорит Агирре. "Если структура не на месте, вы не сможете восстановить зрение с помощью такого подхода."
Команда уже работает над разработкой подхода генной терапии для исправления мутации. Усилия влечет за собой другую проблему, чем предыдущие формы слепоты, над которыми работала группа, поскольку для нацеливания на биполярные клетки ON требуется приближаться к сетчатке на другом слое, который не так легко доступен, как клетки фоторецептора. «Уникальность этой области работы заключается в том, что мы пытаемся воздействовать на тип клеток, который раньше не использовался в качестве терапевтической мишени», – говорит Миядера.
В результате исследователи надеются, что их работа может привести к разработке стратегий лечения других состояний, связанных с биполярным клеточным слоем ON.