Возрастная дегенерация желтого пятна (AMD) – одна из наиболее частых причин потери зрения у людей старше 65 лет. Точная причина неизвестна, но тот факт, что семейный анамнез ВМД увеличивает риск заболевания у человека, предполагает, что генетика играет важную роль. Используя стволовые клетки, полученные от шести человек, исследователи из Медицинской школы Сан-Диего Калифорнийского университета в лаборатории провели повторное исследование клеток сетчатки. Этот "глаз в тарелке" модель позволила им искать генетические варианты, которые могут способствовать развитию AMD.
Исследование, опубликованное 9 мая 2019 г. в Stem Cell Reports, показало важность конкретной генетической вариации, которая влияет на экспрессию гена VEGFA. Продукт этого гена, белок VEGFA, известен тем, что поддерживает рост новых кровеносных сосудов – процесс, который при ВМД идет не так. Используя эту новую модель AMD, исследователи определили, что конкретная генетическая вариация в области генома, которая регулирует экспрессию гена VEGFA, снижает количество продуцируемых VEGFA и напрямую способствует развитию AMD.
"Мы начали не с гена VEGFA, когда искали генетические причины AMD," сказал старший автор Келли А. Фрейзер, доктор философии.D., профессор педиатрии и директор Института геномной медицины Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего. "Но мы были удивлены, обнаружив, что, взяв образцы всего от шести человек, эта генетическая вариация явно оказалась причинным фактором." Фрейзер руководил исследованием с соавторами Эрин Н. Смит, доктор философии.D., и Агнешка Д’Антонио-Хроновска, доктор философии.D., оба ученых в ее лаборатории.
AMD включает медленное разрушение клеток, составляющих макулу, которая является частью сетчатки, области в задней части глаза, которая отправляет информацию в мозг. Наиболее распространенное лечение AMD – это инъекции препарата, подавляющего VEGF. Эта терапия блокирует образование новых кровеносных сосудов и утечку из аномальных сосудов.
"Поскольку современные методы лечения AMD работают путем ингибирования VEGF, мы знали, что VEGF участвует в AMD," Д’Антонио-Хроновска сказала. "Но мы были удивлены, что причинный вариант приводит к снижению экспрессии VEGFA до начала AMD, и это открытие потенциально может иметь отношение к лечению AMD с использованием терапевтических средств против VEGF."
В "глаз в тарелке" модель была создана из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК). Исследователи сначала получили образцы кожи участников, а затем преобразовали клетки кожи в ИПСК в качестве промежуточного звена. Как и все стволовые клетки, ИПСК могут как самообновляться, производя больше ИПСК, так и дифференцироваться в особый тип клеток. С помощью правильного коктейля из молекул и факторов роста исследователи специально уговорили ИПСК превратиться в клетки сетчатки. Результирующий "глаз в тарелке" Модель приобрела физиологические и молекулярные характеристики, аналогичные нативным клеткам сетчатки, включая многоугольную форму и пигментацию.
Затем команда собрала молекулярные данные, включая транскрипты РНК и эпигенетическую информацию, из моделей сетчатки. Они объединили эти новые данные с дополнительными опубликованными данными 18 взрослых с и без ВМД. Генетическим вариантом, наиболее тесно связанным с AMD, был rs943080, специфическая генетическая вариация, которая влияет на экспрессию гена VEGFA, изменяя активность отдаленной области генома. У пяти из шести участников была одна копия rs943080, а у одного человека – две копии варианта гена.
Команда сделала все свои данные общедоступными, что дало исследователям по всему миру возможность дополнительно изучить молекулярные особенности этих клеток сетчатки, полученных из ИПСК. Они планируют разработать эту модель сетчатки для большего числа людей и использовать ее для исследования других генов, участвующих в AMD.