Новый поворот в открытии гена слепоты у собак

После более чем трех десятилетий исследований, ветеринары Университета Пенсильвании и ученые-офтальмологи, вместе с коллегами из Корнельского университета выявили ген, вызывающий слепоту у собак. В ходе своих исследованицй ученые, возможно, обнаружили ключи к разгадке, как можно регенерировать клетки сетчатки, и может быть даже нейронов.

Исследование возглавил ученый Густаво Д. Агирре, который в конце 1960-х изучал причину дисплазии, генетического заболевания, вызывающего слепоту у редкой породы собак, известную как Норвежский элкхаунд (Norwegian Elkhound). После того, как была исключена основная группа собак, имеющих обычные отклонения в зрении, Агирре и его коллеги постарались найти других собак с подобным состоянием, но с особенным заболеванием глаз. Это заболевание, которое они называют ранней дегенерацией сетчатки, или ERD, в результате которой наступает слепота, но за более короткий период времени. Собаки становятся полностью слепым в течение года после рождения, а не от двух до четырех лет.
Заинтересованные в генной терапии для лечения слепоты, Агире и его коллеги начали сужать список генов, которые могут быть ответственны за ERD. При совершенствовании соответствующих технологий, исследователи могли бы работать быстрее, но виновник был обнаружен совсем недавно. Он прятался в маловероятно месте, в геноме собаки.
«После разработки генетической карты собаки в конце 90-х, мы сделали картирование гена (определение положения гена на хромосоме относительно других генов), выявили приоритетные гены, их расположение, функции. Данный ген был в нижней части нашего списка, потому что он обычно находится в мозге и не был связан ни с одним из известных дефектов зрения. Но, на самом деле это очень важный ген в сетчатке».
Выявление гена является первым шагом к объяснению загадочных аспектов ERD: «плато» в его развитие. Зрительные клетки в сетчатке первоначально остаются, но затем исчезают и зрение быстро падает. Микроскопические анализы сетчатки собак показали, что в этот период, зрительные клетки погибают в ускоренном темпе, но также быстро заменяются новыми; гибель клеток и компенсационное образование новых, является новым и совершенно неожиданные результатом в изучении заболеваний сетчатки. Эта работа была проведена Агнесом Берта, врачом из Будапешта, одним из участников исследования, который провел год в лаборатории Университета Пенсильвании.
Исследователь использовал антитела, системы маркировки, чтобы определить, как были затронуты фоторецепторы. Два типа таких клеток (палочки и колбочки), ответственных за зрение, которые очень чувствительны к тусклому свету, и отличают цвета. У людей различают три вида колбочек по чувствительности к разным длинам волн света (цветам): коротковолновый, средневолновый, длинноволновый тип в частях спектра. Собаки и большинство других видов млекопитающих имеют только два типа колбочек, которые чувствительны к коротким длинам волн и другие, которые поглощают свет в обоих длинных и средних диапазонах длин волн.
Хотя точная функция соответствующего гена еще не определена, вполне вероятно, что он участвует в регуляции цикла деления клеток. Как правило, фоторецепторы клеток в сетчатке прекращают деление вскоре после рождения. Эти гибридные фоторецепторы, однако, продолжают делиться в течение всего периода в ERD.
Понимание того, что заставляет эти клетки обновляться и удерживаться под контролем — важно для лечения, которое может задержать наступление слепоты, или даже повернуть его вспять.
«Эти клетки аномальные», сказал Агирре. «Как правило, нет достаточных доказательств того, где создается наибольшее количество новых клеток, в сетчатке или центральной нервной системе? Мы сможем лучше понять, каким образом разделить клетки фоторецепторов при изучении этой болезни и, возможно, манипулировать геном таким образом, что мы могли бы получить разделение без аномального компонента. Если бы мы могли вырастить наши больные клетки сетчатки, было бы замечательно».

Подготовлено для webmvc.com по материалам пресс-релизов