2 millioner tilfælde af blindhed spores tilbage til en håndfuld øjensygdomsgener

Arvelige sygdomme i øjet tegner sig for mindst 2 millioner tilfælde af blindhed over hele verden. Et par hundrede gener, der forårsager øjenlidelse er blevet identificeret, men i mange tilfælde er årsagen ukendt, fordi ikke alle øjensygdomsgener er blevet identificeret.

Som følge heraf er genetisk test kun i stand til at bestemme mutationen som er ansvarlig for blindhed hos kun 50 til 75 procent af blinde børn og unge voksne.

Som øjenlæge og forsker er jeg frustreret over manglende behandlinger for mine patienter med genetiske former for blindhed, såsom retinitis pigmentosa, Stargardt-sygdom og aldersrelateret maculadegeneration. For at løse dette problem lancerede mit laboratorium en undersøgelse af gener, der kræves til normal øjendannelse og funktion. Vi opdagede 347 gener, der, hvis de muterede, forårsager blindhed i laboratoriemus. Af disse havde 261 aldrig været forbundet med synsfald før vores undersøgelse, som vi offentliggjorde for nylig i tidsskriftet Kommunikationsbiologi.

Se også: Forskere voksede bitter af menneskelige øjenbuer i en skål for at redde vores syn

Knockout Mus Hjælp Identificer flere blinde gener

Forskere først identificerede øjensygdomsgener i slutningen af ​​1980'erne ved at studere familier i USA med arvelige former for retinitis pigmentosa, en sygdom af nethindeceller kaldet rodfotoreceptorer hos børn og unge voksne, hvilket fører til eventuel blindhed. Siden da er flere og flere familier blevet undersøgt for at føje til listen over blændende mutationer hos mennesker.

For at finde ud af, hvilke gener der forårsager blindhed, tog vi fordel af noget, der hedder knockout-teknologi. Forskere konstruerer en knockout-mus ved at slette begge kopier af et enkelt gen. Dette sletter effektivt det fra musens genom. Der opstår abnormiteter, og de giver spor om funktionen af ​​"slået ud" genet. Musgenomet er det samme som for mennesker og indeholder ca. 22.000-25.000 gener. Hidtil har forskere rundt om i verden slået ud omkring 7.000 gener i mus, og processen med at studere disse mus fortsætter.

Opfindelsen af ​​knockout mus teknologi i 1990'erne førte til identifikation af øjensygdomsgener ved at undersøge musernes øjne med målrettede deletioner. Det internationale musfænotypekonsortium (IMPC), der består af mere end et dusin musbiologicentre over hele Nordamerika, Europa og Asien, har til formål at skabe en knockout-mus for hvert gen i musegenomet. IMPC har oprettet og omhyggeligt undersøgt over 4.364 knockout mus.

Ved at analysere de indspillede data fra musens øjeundersøgelser på alle IMPC-centre over hele kloden, fandt mine kolleger og jeg, at 347 af disse knockout-mus, som hver repræsenterede et enkelt slettet gen, havde øjenabnormiteter som bestemt af uddannede oftalmiske eksperter. Unormaliteterne involverede undertiden øjets anterior strukturer, såsom øjenlågene, hornhinden og linsen og nogle gange bageste strukturer, såsom retina og optisk nerve.

Testing af musesygdomme hos mennesker

Da mus og humane genomer er ens, er det højst sandsynligt, at disse nyligt identificerede gener, hvis de er muterede, også forårsager menneskelige øjenlidelser. Det næste skridt er at studere disse nyligt implicerede musegener hos blinde mennesker. Specifikt vil vi analysere genomerne af patienter, hvis tidligere genetiske test ikke kunne forbinde deres tilstand med et af de tidligere kendte øjensygdomsgener.

Tilsætningen af ​​hundreder af nye øjensygdomsgener i denne IMPC-undersøgelse vil hjælpe øjet læger som mig rundt om i verden at give mere præcise genetiske diagnoser til vores patienter. For at validere disse gener hos mennesker planlægger vi at oprette et panel af disse nye 261 gener, der kan scannes for mutationer.

Desuden vil knockout-musene selv fungere som offentligt tilgængelige forskningsmodeller for de nyligt opdagede øje sygdomsgener. Alle disse knockout-mus er tilgængelige for alle forskere og kan bestilles fra IMPC-depotet for yderligere videnskabelige undersøgelser og terapeutiske opdagelser. Disse musemodeller kan bruges til at teste nye lægemidler, genterapier og stamceller.

Knockout Mus lærer os om genetikken

Den videnskabelige opdagelse af IMPC udvikler hurtigt vores forståelse af de tusindvis af gener og molekyler, der ligger til grund for mange menneskelige sygdomsprocesser. I hvert organsystem i kroppen finder forskere mange gener, der aldrig har været forbundet med sygdom. Resultaterne af IMPC-projektet, herunder øjensygdomsgenerne, kunne fremme diagnosevnen og identificere nye mål for nye terapier.

Se også: Stress kan have en indvirkning på din vision, at øjeneksperterne længe ignoreres

Jeg håber, at øjenlæger ved store universiteter og øjencentre vil krydshenvisge vores liste over 261 nye øje-sygdomsgener fra mus med den genetiske sekvens af deres humane patienter, hvor de ikke fandt nogen mutation, der forårsager sygdom.

Vi håber, at vores liste over gener vil lede vores kolleger til den genetiske synder i mange tilfælde og give både en bestemt diagnose og en vej frem mod eventuel behandling for de familier, der rammes af arvelige former for blindhed.

Denne artikel blev oprindeligt udgivet på Ala Moshiri The Conversation. Læs den oprindelige artikel her.