Šis atradimas rodo naują supratimą apie Stargardt ligos progresavimą

Šis atradimas rodo naują supratimą apie Stargardt ligos progresavimą

Naudodami naują kamieninių ląstelių modelį, pagamintą iš odos ląstelių, mokslininkai rado pirmuosius tiesioginius įrodymus, kad su Stargardt susijusios ABCA4 geno mutacijos paveikia akies ląstelių sluoksnį, vadinamą tinklainės pigmento epiteliu (RPE). Šis atradimas suteikia naują supratimą apie Stargardt ligos progresavimą ir siūlo terapinę strategiją ligai, kuri šiuo metu negali būti gydoma. Tyrimas buvo atliktas Nacionaliniame akių institute (NEI), kuris yra Nacionalinių sveikatos institutų dalis. Rezultatai šiandien buvo paskelbti internete „Stem Cell Reports“.

Šis naujas modelis paspartins Stargardt ligos gydymo būdų kūrimą. Mums trūksta gydymo šiai ligai, iš dalies dėl to, kad ji yra reta. Šis modelis teoriškai sukuria neribotą žmogaus ląstelių tiekimą tyrimams.

Michaelas F. Chiangas, medicinos mokslų daktarasNEI direktorius

Stargardt serga maždaug 1 iš 10 000 žmonių Jungtinėse Valstijose

Stargardt liga sukelia laipsnišką centrinio ir naktinio regėjimo praradimą. Regėjimo praradimas yra susijęs su toksišku lipidų turinčių nuosėdų kaupimu RPE, kurio pagrindinis vaidmuo yra palaikyti ir maitinti šviesai jautrius tinklainės fotoreceptorius. Normaliomis sąlygomis ABCA4 genas gamina baltymą, kuris neleidžia kauptis toksiškam. Ankstesni tyrimai parodė, kad Stargardt ligą sukelia įvairios ABCA4 geno mutacijos. Yra žinoma, kad daugiau nei 800 ABCA4 mutacijų yra susijusios su plačiu Stargardt ligos fenotipų spektru.

Vienas iš būdų, kaip RPE palaiko fotoreceptorius, yra panaudoti jų išorinius segmentus, kad ląstelė būtų apkarpyta ir sveika. Sergant Stargardto liga, daugelis mokslininkų mano, kad RPE ląstelės miršta nurijus toksiškų šalutinių produktų, kai praryja išorinius segmentus, ir tai savo ruožtu lemia fotoreceptorių mirtį ir regėjimo praradimą.

Didžioji dalis dabartinio supratimo apie Stargardto ligą buvo įgyta tiriant pelių modelius, kurie iš esmės yra riboti dėl didelio žmonių ligos genetinio kintamumo. Naudodami žmogaus RPE modelį, NEI mokslininkai sugebėjo nustatyti, ar ABCA4 geno mutacijos tiesiogiai paveikė RPE nepriklausomai nuo fotoreceptorių.

Norėdami sukurti modelį, mokslininkai paėmė odos ląsteles iš Stargardt pacientų, pavertė jas kamieninėmis ląstelėmis ir įtikino kamienines ląsteles diferencijuotis į RPE ląsteles. Tirdami paciento gautą RPE, mokslininkai atrado ABCA4 baltymą RPE ląstelių membranoje. Jie ištyrė ABCA4 vaidmenį kuriant RPE, naudodami CRISPR / Cas9 genų redagavimo technologiją, kad sukurtų paciento gautą RPE be ABCA4, vadinamą ABCA4 išmušimu. Jie nustatė, kad ABCA4 praradimas neturėjo įtakos paciento gauto RPE brendimui.

Tačiau kai RPE, neturintis ABCA4, buvo veikiamas normalių (laukinio tipo) fotoreceptorių išorinių segmentų, RPE ląstelės kaupė tarpląstelines lipidų nuosėdas.

Tolesnis ABCA4 išmušimo tyrimas parodė, kad RPE lipidų apykaita yra sutrikusi ir sutrikęs gebėjimas virškinti išorinius fotoreceptorių segmentus, dėl kurių RPE ląstelėse nusėda lipidai.

Tai pirmoji ataskaita, susiejanti ABCA4 funkcijos praradimą žmogaus RPE su tarpląstelinėmis lipidų nuosėdomis šiose ląstelėse, neatskleidžiant išorinių ABCA4 mutantinio fotoreceptoriaus segmentų. Laikui bėgant šios lipidų nuosėdos gali prisidėti prie RPE atrofijos, dėl kurios degeneruojasi fotoreceptoriai.

„Mūsų ataskaitoje pateikiamos genų terapijos metodo, skirto kovai su RPE, gairės“, – sakė tyrimo pagrindinis tyrėjas Kapilas Bharti, mokslų daktaras, NEI Akių ir kamieninių ląstelių vertimo tyrimų skyriaus vyriausiasis tyrėjas. „Mūsų duomenys rodo, kad be ABCA4 funkcijos praradimo fotoreceptoriuose koregavimo, genų terapija taip pat turi būti nukreipta į RPE ląsteles.

Šis tyrimas yra dalis didesnių NEI pastangų, kuriomis siekiama išspręsti ribotą pacientų gautų kamieninių ląstelių linijų prieinamumą Stargardto ligai tirti. Norėdami įveikti šią kliūtį, NEI inicijavo STGD1 iPSC bankininkystės programą pacientams, turintiems įvairias ABAC4 mutacijas. Šios ląstelės bus prieinamos plačiajai visuomenei mechaniniams ir genotipo-fenotipo tyrimams.

Darbą finansavo NEI Intramural Research Program.

Šaltinis:

Nacionaliniai sveikatos institutai

.