2 millioner tilfeller av blindhet spores tilbake til en håndfull øye sykdomsgener

Arvelige sykdommer i øyet står for minst 2 millioner tilfeller av blindhet over hele verden. Noen få hundre gener som forårsaker øyesykdom har blitt identifisert, men i mange tilfeller er årsaken ukjent fordi ikke alle øyesykdomgener er blitt identifisert.

Som et resultat er genetisk testing bare i stand til å bestemme mutasjonen som er ansvarlig for blindhet hos bare 50 til 75 prosent av blinde barn og unge voksne.

Som øyehygge og forsker er jeg frustrert over mangel på behandlinger for mine pasienter med genetiske former for blindhet som retinittpigmentosa, Stargardt-sykdom og aldersrelatert makuladegenerasjon. For å løse dette problemet, lanserte laboratoriet en undersøkelse av gener som kreves for normal øyedannelse og -funksjon. Vi oppdaget 347 gener som, hvis muterte, forårsaker blindhet i laboratoriemus. Av disse hadde 261 aldri vært knyttet til synsfare før studiet, som vi publiserte nylig i tidsskriftet Kommunikasjonsbiologi.

Se også: Forskere vokste biter av menneskelige øyeboller i en tallerken for å redde vår syn

Knockout Mus Hjelp Identifisere Flere Blindgener

Forskere først identifiserte øyesykdom gener i slutten av 1980-tallet ved å studere familier i USA med arvelige former for retinitis pigmentosa, en sykdom av retinale celler kalt rodfotoreceptorer hos barn og unge voksne, noe som fører til eventuel blindhet. Siden da har flere og flere familier blitt studert for å legge til listen over blendende mutasjoner hos mennesker.

For å finne ut hvilke gener som forårsaker blindhet, tok vi fordel av noe som kalles knockout-teknologi. Forskere konstruerer en knockout-mus ved å slette begge kopiene av et enkelt gen. Dette sletter effektivt det fra musens genom. Abnormaliteter resulterer, og de gir ledetråder om funksjonen til "slått ut" -genet. Musgenometet ligner på mennesker og inneholder omtrent 22.000-25.000 gener. Hittil har forskere rundt om i verden slått ut om 7.000 gener i mus, og prosessen med å studere disse musene pågår.

Oppfinnelsen av knockout mus teknologi i 1990-tallet førte til identifisering av øye sykdomsgener ved å studere øynene til mus med målrettede deletjoner. Det internasjonale musefenotypekonsortiet (IMPC), som består av mer enn et dusin musbiologi-sentre over hele Nord-Amerika, Europa og Asia, har til hensikt å skape en knockout-mus for hvert gen i musegenomet. IMPC har laget og nøye undersøkt over 4,364 knockout-mus.

Ved å analysere de registrerte dataene fra musøyneeksamenene ved alle IMPC-sentre over hele verden, fant mine kolleger og jeg at 347 av disse knockout-musene, hver som representerer et enkelt slettet gen, hadde øyeabnormiteter som bestemt av trente oftalmiske eksperter. Unormaliteter involvert noen ganger øyets fremre strukturer, som øyelokkene, hornhinnen og linsen, og noen ganger bakre strukturer, for eksempel retina og optisk nerve.

Testing av øyesykdom hos mennesker i mennesker

Siden mus og humane genomene er liknende, er det høyst sannsynlig at disse nylig identifiserte generene, hvis de er muterte, også forårsaker menneskelige øyesykdommer. Det neste trinnet er å studere disse nylig implicerte musegenene hos blinde, menneskelige pasienter. Nærmere bestemt vil vi analysere genomene av pasienter hvis tidligere genetisk testing ikke kunne knytte tilstanden til en av de tidligere kjente øyesykdomgenene.

Tilsetningen av hundrevis av nye øyesykdomsgener i denne IMPC-studien vil hjelpe øye leger som meg rundt om i verden gi mer presise genetiske diagnoser til pasientene våre. For å validere disse genene hos mennesker planlegger vi å lage et panel av disse nye 261-genene som kan skannes for mutasjoner.

Videre vil knockout-musene selv tjene som offentlig tilgjengelige forskningsmodeller for de nylig oppdagede øyesykdomgenene. Alle disse knockout-musene er tilgjengelige for alle forskere og kan bestilles fra IMPC-depotet for ytterligere vitenskapelige studier og terapeutiske funn. Disse musemodellene kan brukes til å teste nye medisiner, genterapier og stamceller.

Knockout-mus lærer oss om genetikk

Vitenskapelige funn av IMPC utvikler raskt vår forståelse av tusenvis av gener og molekyler som ligger til grund for mange menneskelige sykdomsprosesser. I hvert organsystem i kroppen finner forskerne mange gener som aldri har vært knyttet til sykdom. Resultatene fra IMPC-prosjektet, inkludert øyesykdomsgenene, kunne fremme diagnostisk evne og identifisere nye mål for nye terapier.

Se også: Stress kan ha en innvirkning på visjonen som øyeeksperter lenge ignoreres

Jeg håper at øye leger ved store universiteter og øye sentre vil kryssreferanse vår liste over 261 nye øye sykdomsgener fra mus med den genetiske sekvensen av deres menneskelige pasienter i hvem de fant ingen mutasjon som forårsaker sykdom.

Vi håper at vår liste over gener vil lede våre kolleger til den genetiske skyldige i mange tilfeller og gi både en bestemt diagnose og en vei frem mot eventuell behandling for de familier som rammes av arvelige former for blindhet.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation av Ala Moshiri. Les den opprinnelige artikkelen her.