Objev ukazuje na nové chápání progrese Stargardtovy choroby

Objev ukazuje na nové chápání progrese Stargardtovy choroby

Pomocí nového modelu založeného na kmenových buňkách vytvořeného z kožních buněk našli vědci první přímý důkaz, že mutace genu ABCA4 související se Stargardt ovlivňují vrstvu buněk v oku zvanou retinální pigmentový epitel (RPE). Tento objev poskytuje nové chápání progrese Stargardtovy choroby a navrhuje terapeutickou strategii pro onemocnění, které v současnosti nelze léčit. Studie byla provedena v National Eye Institute (NEI), který je součástí National Institutes of Health. Výsledky byly dnes zveřejněny online v Stem Cell Reports.

Tento nový model urychlí vývoj léčby Stargardtovy choroby. Postrádáme léčbu této nemoci, částečně proto, že je vzácná. Tento model teoreticky vytváří neomezenou zásobu lidských buněk pro studium.“

Michael F. Chiang, MD,ředitel NEI

Stargardt postihuje asi 1 z 10 000 lidí ve Spojených státech

Stargardtova choroba způsobuje progresivní ztrátu centrálního a nočního vidění. Ztráta zraku je spojena s toxickou akumulací depozit bohatých na lipidy v RPE, jejichž primární úlohou je podporovat a vyživovat fotoreceptory sítnice citlivé na světlo. Za normálních podmínek produkuje gen ABCA4 protein, který zabraňuje tomuto toxickému hromadění. Předchozí výzkum ukázal, že Stargardtova choroba je způsobena různými mutacemi v genu ABCA4. Je známo, že více než 800 mutací ABCA4 je spojeno se širokým spektrem fenotypů Stargardtovy choroby.

Jedním ze způsobů, jak RPE podporuje fotoreceptory, je umístění jejich vyčerpaných vnějších segmentů, což udržuje buňku oříznutou a zdravou. U Stargardtovy choroby se mnoho vědců domnívá, že buňky RPE umírají po požití toxických vedlejších produktů při požití vnějších segmentů a že to následně vede k smrti fotoreceptorů a ztrátě zraku.

Hodně ze současného chápání Stargardtovy choroby bylo získáno studiem myších modelů, které jsou ze své podstaty omezené kvůli velké genetické variabilitě onemocnění u lidí. Pomocí modelu lidského RPE byli výzkumníci NEI schopni určit, zda mutace genu ABCA4 přímo ovlivnily RPE nezávisle na fotoreceptorech.

K vývoji modelu vědci odebrali kožní buňky od pacientů ze Stargardtu, přeměnili je na kmenové buňky a poté přesvědčili kmenové buňky, aby se diferencovaly na buňky RPE. Při zkoumání RPE odvozeného od pacienta vědci objevili protein ABCA4 na buněčné membráně RPE. Zkoumali roli ABCA4 ve vývoji RPE pomocí technologie úpravy genu CRISPR/Cas9 k vytvoření RPE odvozeného od pacienta bez ABCA4, nazývaného knockout ABCA4. Zjistili, že ztráta ABCA4 neovlivnila zrání RPE odvozeného od pacienta.

Nicméně, když byl RPE postrádající ABCA4 vystaven normálním (divokým) vnějším segmentům fotoreceptorů, buňky RPE akumulovaly intracelulární lipidové depozity.

Další testování knockoutů ABCA4 prokázalo defektní metabolismus lipidů RPE a zhoršenou schopnost trávit vnější segmenty fotoreceptorů, což vede k ukládání lipidů v buňkách RPE.

Toto je první zpráva spojující ztrátu funkce ABCA4 v lidském RPE s intracelulárními lipidovými depozity v těchto buňkách bez vystavení vnějších segmentů mutantního fotoreceptoru ABCA4. V průběhu času mohou tyto lipidové depozity přispívat k atrofii RPE, což vede k degeneraci fotoreceptorů.

"Naše zpráva poskytuje návod pro přístup genové terapie k boji proti RPE," řekl hlavní řešitel studie Kapil Bharti, Ph.D., hlavní řešitel NEI's Division of Ocular and Stem Cell Translation Research. "Naše údaje naznačují, že kromě korekce ztráty funkce ABCA4 ve fotoreceptorech musí genové terapie cílit také na buňky RPE."

Tento výzkum je součástí většího úsilí NEI zaměřeného na omezenou dostupnost linií kmenových buněk pocházejících z pacientů pro studium Stargardtovy choroby. K překonání této bariéry zahájil NEI bankovní program STGD1 iPSC od pacientů s různými mutacemi ABAC4. Tyto buňky budou zpřístupněny široké veřejnosti pro mechanistické studie a studie genotypu a fenotypu.

Práce byla financována z programu NEI Intramural Research Program.

Zdroj:

Státní zdravotní ústav

.