Atklājums norāda uz jaunu izpratni par Stargardt slimības progresēšanu

Atklājums norāda uz jaunu izpratni par Stargardt slimības progresēšanu

Izmantojot jaunu cilmes šūnu modeli, kas izgatavots no ādas šūnām, zinātnieki atrada pirmos tiešus pierādījumus tam, ka ar Stargardt saistītās ABCA4 gēnu mutācijas ietekmē acs šūnu slāni, ko sauc par tīklenes pigmenta epitēliju (RPE). Atklājums sniedz jaunu izpratni par Stargardt slimības progresēšanu un ierosina terapeitisko stratēģiju slimībai, kuru pašlaik nevar ārstēt. Pētījums tika veikts Nacionālajā acu institūtā (NEI), kas ir daļa no Nacionālajiem veselības institūtiem. Rezultāti šodien tika publicēti tiešsaistē cilmes šūnu ziņojumos.

Šis jaunais modelis paātrinās Stargardt slimības ārstēšanas metožu izstrādi. Mums trūkst šīs slimības ārstēšanas, daļēji tāpēc, ka tā ir reta. Šis modelis teorētiski rada neierobežotu cilvēka šūnu piedāvājumu izpētei.

Maikls F. Čiangs, MD,NEI direktors

Stargardt skar aptuveni 1 no 10 000 cilvēku Amerikas Savienotajās Valstīs

Stargardt slimība izraisa progresējošu centrālās un nakts redzes zudumu. Redzes zudums ir saistīts ar lipīdiem bagātu nogulšņu toksisko uzkrāšanos RPE, kuras galvenā loma ir atbalstīt un barot tīklenes gaismas jutīgos fotoreceptorus. Normālos apstākļos ABCA4 gēns ražo proteīnu, kas novērš šo toksisko uzkrāšanos. Iepriekšējie pētījumi parādīja, ka Stargardt slimību izraisa dažādas ABCA4 gēna mutācijas. Ir zināms, ka vairāk nekā 800 ABCA4 mutācijas ir saistītas ar plašu Stargardt slimības fenotipu spektru.

Viens no veidiem, kā RPE atbalsta fotoreceptorus, ir novietot to izlietotos ārējos segmentus, saglabājot šūnu apgrieztu un veselīgu. Stargardta slimības gadījumā daudzi zinātnieki uzskata, ka RPE šūnas mirst pēc toksisku blakusproduktu uzņemšanas, kad tiek uzņemti ārējie segmenti, un tas savukārt izraisa fotoreceptoru nāvi un redzes zudumu.

Liela daļa pašreizējās izpratnes par Stargardta slimību ir iegūta, pētot peļu modeļus, kas pēc būtības ir ierobežoti, jo cilvēkiem ir liela slimības ģenētiskā variabilitāte. Izmantojot cilvēka RPE modeli, NEI pētnieki varēja noteikt, vai ABCA4 gēnu mutācijas tieši ietekmēja RPE neatkarīgi no fotoreceptoriem.

Lai izstrādātu modeli, pētnieki paņēma ādas šūnas no Stargardt pacientiem, pārveidoja tās par cilmes šūnām un pēc tam pārliecināja cilmes šūnas diferencēties RPE šūnās. Pārbaudot no pacienta iegūto RPE, pētnieki atklāja ABCA4 proteīnu RPE šūnu membrānā. Viņi pārbaudīja ABCA4 lomu RPE attīstībā, izmantojot CRISPR/Cas9 gēnu rediģēšanas tehnoloģiju, lai radītu pacienta radītu RPE bez ABCA4, ko sauc par ABCA4 nokautu. Viņi atklāja, ka ABCA4 zudums neietekmēja pacienta iegūtā RPE nobriešanu.

Tomēr, kad RPE, kuram nebija ABCA4, tika pakļauts normāliem (savvaļas tipa) fotoreceptoru ārējiem segmentiem, RPE šūnas uzkrāja intracelulāros lipīdu nogulsnes.

Turpmāka ABCA4 izsitumu pārbaude liecināja par bojātu RPE lipīdu metabolismu un traucētu spēju sagremot fotoreceptoru ārējos segmentus, izraisot lipīdu nogulsnēšanos RPE šūnās.

Šis ir pirmais ziņojums, kas saista ABCA4 funkcijas zudumu cilvēka RPE ar intracelulāriem lipīdu nogulsnēm šajās šūnās, nepakļaujot ABCA4 mutanta fotoreceptoru ārējos segmentus. Laika gaitā šie lipīdu nogulsnes var veicināt RPE atrofiju, izraisot fotoreceptoru deģenerāciju.

"Mūsu ziņojumā ir sniegti norādījumi par gēnu terapijas pieeju, lai apkarotu RPE," sacīja pētījuma galvenais pētnieks Kapils Bharti, Ph.D., NEI Acu un cilmes šūnu translācijas pētījumu nodaļas galvenais pētnieks. "Mūsu dati liecina, ka papildus ABCA4 funkciju zuduma koriģēšanai fotoreceptoros gēnu terapijai jābūt vērstai arī uz RPE šūnām."

Šis pētījums ir daļa no plašākiem NEI centieniem risināt ierobežoto pacientu izcelsmes cilmes šūnu līniju pieejamību Stargardt slimības pētīšanai. Lai pārvarētu šo barjeru, NEI uzsāka STGD1 iPSC banku programmu no pacientiem ar dažādām ABAC4 mutācijām. Šīs šūnas būs pieejamas plašai sabiedrībai mehānisma un genotipa-fenotipa pētījumiem.

Darbu finansēja NEI Intramural Research Programme.

Avots:

Nacionālie veselības institūti

.