Oamenii de ştiinţă au condus un studiu la scară largă pentru a descoperi noi informaţii despre bolile rare ale ochiului uman, principala cauză a orbirii la adulţii de vârstă activă.
Printre bolile rare ale ochiului se numără distrofiile retiniene - un grup de afecţiuni ereditare care afectează retina - care reprezintă, de asemenea, principala cauză a orbirii la adulţii de vârstă activă.
Retina se găseşte în partea din spate a ochiului, şi reprezintă un ţesut stratificat care primeşte lumina şi o transformă într-un semnal care poate fi interpretat de creier. Fiecare strat al retinei cuprinde diferite tipuri de celule care joacă un rol unic în acest proces de conversie a luminii.
Pentru acest studiu publicat joi, în revista PLOS Genetics, cercetătorii s-au concentrat asupra celulelor fotoreceptoare (PRC), care sunt celule din retină însărcinate să detecteze lumina. Aceste celule pot fi vizualizate în mod non-invaziv cu ajutorul tomografiei în coerenţă optică (OCT).
Utilizând datele de imagine OCT şi datele genomice stocate în UK Biobank, cercetătorii au reuşit să genereze cel mai amplu studiu de asociere la nivel de genom a celulelor fotoreceptoare.
Distrofii retiniene rare
Bolile rare ale retinei sunt frecvent cauzate de mutaţii moştenite în genele exprimate de aceste celule. Mutaţiile determină funcţionarea incorectă a retinei, ducând la afectarea vederii sau chiar la orbire. Deşi aceste boli individuale sunt rare, împreună reprezintă principala cauză de orbire la adulţii de vârstă activă.
„Am avut acces la imagini şi la date privind genotipurile la o scară care nu a mai fost întâlnită într-un studiu de acest tip", a declarat Hannah Currant, fostă doctorandă la Institutul European de Bioinformatică (EBI) al laboratorului european de biologie moleculară (EMBL) şi bursieră postdoctorală la Centrul de Cercetare a Proteinelor (CPR) de la Universitatea din Copenhaga.
Dezvoltarea unei înţelegeri moleculare a modului în care ecosistemul uman - factorii sociali, fizici şi biologici la care suntem expuşi de-a lungul vieţii noastre - interacţionează cu constituţia noastră genetică pentru a ne influenţa sănătatea este o prioritate pentru cercetătorii EMBL, a mai spus ea.
Accesul la această cantitate enormă de date a fost esenţial pentru studiu şi a permis cercetătorilor să identifice legăturile genetice cu distrofiile rare ale retinei.
Astfel, studiul a identificat noi căi de cercetare şi a generat noi întrebări despre distrofiile rare de retină.
Legătura dintre genotip şi fenotip
OCT produce imagini de înaltă rezoluţie care pot fi folosite pentru a identifica diferitele straturi şi structuri din interiorul retinei.
Aceste imagini sunt utilizate în mod obişnuit în clinică pentru a ajuta la diagnosticarea tulburărilor oculare.
Pentru acest studiu, cercetătorii au folosit imagini OCT şi informaţiile genomice şi medicale corespunzătoare a peste 30.000 de participanţi stocate în UK Biobank.
„UK Biobank este o resursă bogată şi nepreţuită care are un potenţial enorm pentru a permite medicina genomică", a declarat Ewan Birney, director general adjunct al EMBL.
„Există atât de mult potenţial care abia aşteaptă să fie eliberat din datele stocate acolo, ceea ce ne permite atât să înţelegem biologia umană, cât şi cum şi când aceasta dă greş în caz de boală"
Stimularea medicinei genomice
Cercetătorii au efectuat studii de asociere la nivel de genom (GWAS) pe datele UK Biobank pentru a căuta variaţii genetice legate de diferenţele în grosimea straturilor celulelor fotoreceptoare.
Acest lucru i-a condus la identificarea variaţiilor genomice asociate cu grosimea unuia sau mai multor straturi ale acestor celule, inclusiv a celor cu asocieri anterioare cu boli oculare cunoscute.
Asocierile genomice nou identificate sunt stocate şi pot fi accesate în mod deschis prin intermediul Catalogului GWAS.
Unele dintre aceste variante genetice sunt cunoscute ca fiind legate de bolile oculare, dar, în mod surprinzător, un număr de variante genetice relativ comune se aflau în apropierea unor gene cunoscute ca fiind cauza unor boli genetice rare ale ochilor atunci când sunt perturbate.
Cercetătorii au reuşit să exploreze modul în care combinaţiile de variante comune aflate în apropierea unor gene cunoscute ca fiind implicate în boli oculare rare modifică structura retinei.
Acest lucru oferă mai multă încredere atunci când se analizează colecţii specifice de boli rare pentru a vedea cum aceste variante comune specifice ar putea avea un impact asupra bolii.
„Analiza bioinformatică sistematică a cohortelor mari de date ale participanţilor conduce viitorul medicinei genomice", a declarat Omar Mahroo, profesor de neuroştiinţă a retinei la University College London şi oftalmolog consultant la Moorfields Eye Hospital.
Având acces la aceste date şi putând face aceste conexiuni între fenotipurile de boală şi variaţia genetică, cercetătorii speră că se vor deschide multe oportunităţi noi pentru diagnosticarea şi terapia modernă a bolilor.
