Nalezen gen zajišťující zdravý vývoj oka

Zrak je bezpochyby jedním z nejdůležitějších (ne-li vůbec nejdůležitějším) lidským smyslem. Zdravý prenatální vývoj oka je tak velice důležitý pro zdravý zrak. V průběhu vývoje oka ale také může dojít k řadě poruch. Ne každá z nich přitom musí být na první pohled patrná jako vývojová vada (např. kompletní nevyvinutí oka). Mohou se objevit i vývojové poruchy na úrovni buněk, které se pod obrazem degenerativních změn objeví až později. A právě takové vývojové souvislosti pomáhá objasnit nová studie týmu amerických autorů, kteří se zabývali vlivem genu OC1 na embryonální vývoj horizontálních buněk sítnice.

Savčí (respektive lidské) oko je velice složitý smyslový orgán. Jeho klíčovou součástí je tzv. sítnice (retina) která obsahuje světlocitlivé buňky (či fotoreceptory) - tedy tyčinky a čípky (Gupta et al., 2011). Sítnice samotná ale nejsou jen tyto známé buňky. Je to komplexní struktura, ve které najdeme hned celou řadu různých typů buněk, lišících se stavbou i funkcí, které jsou uspořádány do speciálních vrstev (Masland, 2001). Jedním z takovýchto (méně známých - nikoliv však méně důležitých) typů buněk jsou tzv. horizontální buňky.

Horizontální buňky se nacházejí v tzv. vnitřní plexiformní vrstvě sítnice. Funkčně jde o neurony (nervové buňky) zajišťující spojení mezi jinými neurony - tzv. interneurony. Jejich úkolem je přepojovat signál, ale dokážou jej z pohledu celkového vjemu také modifikovat - konkrétně se podílejí na naší schopnosti vnímat rozdíly v intenzitě osvětlení mezi různými oblastmi  a tím pádem napomáhají vnímat kontrast (Masland, 2001). Horizontální buňky jsou samozřejmě nezbytné k normálnímu fungování zrakového orgánu - při jejich poškození/úbytku dochází ke zrakovému deficitu a případně až ke vzniku slepoty (Zheng et al., 2012)

Z hlediska medicíny je vznik a vývoj sítnice velice důležitý pro normální zrak. Existuje hned několik různých chorob, které se projevují ztrátou zraku z důvodu různě závažných změn sítnice. Řada degenerativních změn sítnice může vznikat až v průběhu života u různých získaných chronických chorob (například změny na sítnici u osob s arteriální hypertenzí či diabetem mellitem). Existují ale i chorobné stavy, vznikající na základě abnormálního embryonálního vývoje, které souvisejí s genetikou. Jmenujme například retinitis pigmentosa - skupinu geneticky podmíněných chorob s postupnou degenerací fotoreceptorů a postupující dystrofií pigmentového epitelu, která u postižených osob vede velmi často až ke slepotě. Choroba je geneticky heterogenní, mutace byly identifikovány v několika desítkách různých genů (Sahni et al., 2011).  Dále potom například Leberovu kongenitální slepotu (pozor - neplést s mitochondriálně dědičnou Leberovou atrofií optického nervu - jde o zcela jinou chorobu), což je autozomálně recesivně dědičná choroba podmíněná mutací v genu RPE65, která je rovněž podmíněna vývojovými abnormalitami sítnice (Simonelli et al., 2010). 

Nová studie týmu amerických vědců (Wu et al., 2013) ukazuje důležitou roli genu OC1 v embryonálním vývoji oka - konkrétně ve vývoji retiny. OC1 gen kóduje protein zvaný Onecut 1, což je specifický transkripční faktor, jehož největší exprese byla nalezena právě v horizontálních buňkách sítnice. Vědci prováděli pokusy na laboratorních myších. U "knock-out" myší, u kterých byl gen OC1 cíleně vyřazen z funkce, nalezli vědci až o 80 % méně horizontálních buněk - než u myší zdravých - z kontrolní skupiny. To však nebyla jediná změna. Vyřazení OC1 z funkce se totiž dále projevilo i snížením počtu fotoreceptorů  - tedy tyčinek a čípků. Tato změna ovšem nebyla patrná ihned po narození, ale až později - v období okolo 8 měsíců (tj. v dospělosti u myši), úbytek fotoreceptorů byl tedy postupný a progresivní. Právě takovýto úbytek fotoreceptorů je typický i pro některé (dříve zmíněné) lidské choroby, vědci tedy věří, že se jim podařilo nalézt jeden z obecných mechanizmů vzniku degenerativních chorob sítnice. Ukazuje se také, že funkce horizontálních buněk pro zachování integrity celé sítnice je mnohem důležitější, než se doposud myslelo. A jednu z klíčových úloh pro normální embryonální vývoj sítnice bude mít právě zmiňovaný protein OC1.

Výsledky této studie poodhalují jeden z možných mechanizmů vzniku retinální degenerace. Do budoucna možná tyto poznatky naleznou využití i v nových diagnostických či léčebných metodách.

Autor: MUDr. Antonín Šípek

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Zdroj:

Medical News Today: Essential gene regulator for healthy retinal development and good vision in adulthood

Text studie:

Wu, F., Li, R., Umino, Y., Kaczynski, T.J. et al. (2013) Onecut1 Is Essential for Horizontal Cell Genesis and Retinal Integrity. J Neurosci. 33(32):13053-13065.

Literatura:

Gupta, A., Laxmi, G., Nittala, M.G., et al. (2011) Structural and functional correlates in color vision deficiency. Eye (Lond). 25(7):909-17.

Masland, R. H. (2001) The fundamental plan of the retina. Nat Neurosci. 4(9):877-86.

Sahni, J.N., Angi, M., Irigoyen, C. et al. (2011) Therapeutic challenges to retinitis pigmentosa: from neuroprotection to gene therapy. Curr Genomics. 12(4):276-84.

Simonelli, F., Maguire, A.M., Testa, F., et al. (2010) Gene therapy for Leber's congenital amaurosis is safe and effective through 1.5 years after vector administration. Mol Ther. 18(3):643-50.

Zheng, L., Yan, Y., An, J., et al. (2012) Retinal horizontal cells reduced in a rat model of congenital stationary night blindness. Neurosci Lett. 521(1):26-30.