2 miljoner fall av blindhet spåras tillbaka till en handfull ögonsjukdomar

Överdjur av ögon står för minst 2 miljoner fall av blindhet över hela världen. Några hundra gener som orsakar ögonsjukdom har identifierats, men i många fall är orsaken okänd eftersom inte alla ögonsjukdomsgener har identifierats.

Som ett resultat kan genetisk testning endast avgöra den mutation som är ansvarig för blindhet hos endast 50 till 75 procent av blinda barn och unga vuxna.

Som ögonläkare och forskare är jag frustrerad över bristen på behandlingar för mina patienter med genetiska former av blindhet, såsom retinitpigmentosa, Stargardt-sjukdom och åldersrelaterad makuladegenerering. För att lösa detta problem, lanserade mitt laboratorium en studie av gener som krävs för normal ögonbildning och funktion. Vi upptäckte 347 gener som, om de är muterade, orsakar blindhet i laboratoriemus. Av dessa hade 261 aldrig varit kopplade till synförlust före vår studie, som vi nyligen publicerade i tidningen Kommunikationsbiologi.

Se även: Forskare växte bitar av mänskliga ögonbollar i en maträtt för att rädda vår syn

Knockout-möss Hjälp Identifiera fler blind gener

Forskare först identifierade ögonsjukdomsgener i slutet av 1980-talet genom att studera familjer i USA med ärftliga former av retinitpigmentosa, en sjukdom i retinala celler som kallas stångfotoreceptorer hos barn och unga vuxna, vilket leder till eventuell blindhet. Sedan dess har fler och fler familjer studerats för att lägga till listan över bländande mutationer hos människor.

För att ta reda på vilka gener som orsakar blindhet utnyttjade vi någonting som kallas knockout-teknik. Forskare konstruerar en knockout-mus genom att radera båda kopiorna av en enda gen. Detta tar bort det effektivt från musens genom. Avvikelser resulterar, och de ger ledtrådar om funktionen av "utstoppad" genen. Musgenometet liknar det hos människor och innehåller ungefär 22 000-25 000 gener. Hittills har forskare runt om i världen slog ut cirka 7000 gener i möss, och processen med att studera dessa möss pågår.

Uppfinningen av knockout musteknologi på 1990-talet ledde till identifieringen av ögonsjukdomsgener genom att studera mössens ögon med riktade deletioner. International Mouse Phenotyping Consortium (IMPC), som består av mer än ett dussin musbiologi centra över Nordamerika, Europa och Asien, syftar till att skapa en knockout-mus för varje gen i mus genomet. IMPC har skapat och noggrant undersökt över 4,364 knockout möss.

Genom att analysera de inspelade data från ögonundersökningarna på alla IMPC-centra över hela världen upptäckte mina kollegor och jag att 347 av dessa knockout-möss, var och en som representerade en enda borttagen gen, hade ögonavvikelser som bestämdes av utbildade oftalmiska experter. Avvikelserna involverade ibland ögonets främre strukturer, såsom ögonlock, hornhinna och lins, och ibland bakre strukturer, såsom näthinnan och optisk nerv.

Testning av ögonöverskott hos människor i människor

Eftersom mus och humana genom är likartade, är det högst sannolikt att dessa nyligen identifierade gener, om de är muterade, också orsakar mänskliga ögonsjukdomar. Nästa steg är att studera dessa nyligen implicerade musgener hos blinda mänskliga patienter. Specifikt kommer vi att analysera genomerna hos patienter vars tidigare genetiska testning inte kunde koppla deras tillstånd till någon av de tidigare kända ögonsjukdomsgenerna.

Tillägget av hundratals nya ögonsjukdomsgener i denna IMPC-studie kommer att hjälpa ögonläkare som omvärlden ge mer exakta genetiska diagnoser till våra patienter. För att validera dessa gener hos människor planerar vi att skapa en panel av dessa nya 261 gener som kan skannas för mutationer.

Vidare kommer knockout-mössen att fungera som allmänt tillgängliga forskningsmodeller för de nyupptäckta ögonsjukdomsgenerna. Alla dessa knockout-möss är tillgängliga för alla forskare och kan beställas från IMPC-förvaret för ytterligare vetenskapliga studier och terapeutiska upptäckter. Dessa musmodeller kan användas för att testa nya mediciner, genterapier och stamceller.

Knockout-möss lär oss om genetiken

De vetenskapliga upptäckterna av IMPC utvecklar snabbt vår förståelse av de tusentals gener och molekyler som ligger till grund för många mänskliga sjukdomsprocesser. I varje kroppens kroppssystem hittar forskare många gener som aldrig har knutits till sjukdom. Resultaten av IMPC-projektet, inklusive ögonsjukdomsgenerna, skulle kunna fördjupa den diagnostiska förmågan och identifiera nya mål för nya terapier.

Se även: Stress kan få en inverkan på din vision att ögonkonfektorerna länge ignoreras

Jag hoppas att ögonläkare vid stora universiteter och ögoncentra kommer att referera till vår lista över 261 nya ögonsjukdomssgen från möss med den genetiska sekvensen hos deras humana patienter, i vilka de inte fann någon mutation som orsakar sjukdom.

Vi hoppas att vår lista över gener leder våra kollegor till den genetiska skyldige i många fall och ger både en specifik diagnos och en väg framåt mot eventuell behandling för de familjer som drabbats av ärftliga former av blindhet.

Den här artikeln publicerades ursprungligen på The Conversation av Ala Moshiri. Läs den ursprungliga artikeln här.