Нaучнo-исслeдoвaтeльскaя группa Лaбoрaтoрии Джeксoнa, рaбoтaя в сoтрудничeствe с исслeдoвaтeлями Жeнскoй бoльницы Бригxэмa и Гaрвaрдскoй Мeдицинскoй Шкoлы в Бoстoнe, пoкaзывaeт, чтo грaнулы РНК – ключевые механизмы в процессе передачи РНК (mRNA) – могут стать причиной неправильного развития глаза, ведущего к катарактам у людей в юном возрасте. Исследование, опубликованное в мартовском выпуске журнала «Science», также впервые демонстрирует связь между гранулами РНК и глаукомой, которая развивалась как у людей, так и у мышей в ходе экспериментов.
В лаборатории Медицинского Института Говарда Хьюза исследователи идентифицировали слабо функционирующий ген в организмах мышей, который являлся причиной развития катаракты и глаукомы. Ген Tdrd7 не строит необходимый белок и нарушает развитие линзы глаза мыши. У животных, лишенных этого белка, наблюдалось высокое внутриглазное давление и повреждение оптических нервов – признаки глаукомы и катаракты.
Научно-исследовательские группы объединили силы и обнаружили, что белок, отсутствующий у детей и мышей принадлежит типу структуры известной как гранулы РНК. Гранулы РНК функционируют, чтобы регулировать mRNA в клетке. Ген mRNA в свою очередь служит в качестве шаблона, чтобы нести закодированную информацию ДНК из ядра в цитоплазму или тело клетки, обеспечивая условия для производства белка. Мутация TDRD7 влияет на регулирование mRNA, эта дисфункция и стала причиной катаракты. Кроме того, у пациентов вслед за извлечением катаракты, начинала развиваться глаукома.
Недостаток TDRD7 существенно уменьшает количество гранул стресса, которые произведены в клетках линзы в ответ на оксидативный (окислительный) стресс. Гранулы стресса, специфический тип гранулы РНК, необходим для защиты клетки в напряженных условиях. Прежде считалось, что оксидативный стресс способствовал развитию глаукомы, повреждая глазные дренажные структуры. Новые сведения наводят на мысль о том, что у мышей и людей с этими мутациями, возможно, нет требуемой защиты от оксидативного стресса в водоотводных структурах глаза. С возрастом их ткани могут быть более подвержены оксидативному ущербу, что приводит впоследствии к высокому внутриглазному давлению и глаукоме.
Несмотря на необходимость дальнейших экспериментов для точного определения этого факта, это первая работа, показавшая насколько гранулы РНК важны при модулирующей реакции на оксидативный стресс, который угрожает глаукомой. «Существует море литературы, указывающей на то, что если вы нарушите кислородные уровни в глазе, даже после операции по удалению катаракты, риск развития глаукомы увеличится» – отметили ученые.
Один из исследователей сообщил, что мутации в гене TDRD7 могли бы вызвать двойную опасность для детской глаукомы. «Сначала, они вызывают катаракту, а извлечение катаракты может увеличить оксидативный стресс в глазных водоотводных тканях. Во-вторых, они нарушают образование защитных гранул напряжения в ответ на оксидативный стресс».
Ричард Смит, ученый из Лаборатории Джексона, прежде глазной хирург, описывает педиатрические катаракты как «очень трудную проблему, с которой часто сталкиваются врачи в клинике». «Хирургические методы с годами совершенствовались, но у многих детей образуются катаракты сразу после рождения, период с повышенной степенью риска глаукомы, которая следует за удалением катаракты». Смит отмечает, что пока педиатрические катаракты сравнительно редко встречаются в Соединенных Штатах (примерно один из 30000 новорожденных), но является основной проблемой в других частях мира, особенно на Среднем Востоке. «В Саудовской Аравии один ребенок из 2500 рождается с диагнозом детской катаракты» – сообщил Смит.
Глаукома, как правило, считается одной из причин слепоты. Болезнь глаза, которая не излечивается, обычно связана с давлением внутри глаза, названным внутриглазным давлением, которое повреждает оптический нерв. Чуть ранее в этом месяце сотрудники Лаборатории Джексона сообщали, что им удалось идентифицировать ранние этапы глаукомы у мышей и успешно блокировать болезнь у некоторых животных, тормозя некоторые молекулярные процессы на ранних этапах.
Оригинал (на англ. языке): Sciencedaily Перевод: М. Гончар
українська версія: Помилка у розвитку ока може стати причиною катаракти та глаукоми