Najnowsze artykuły

Leczenie AMD

12/2/14 Poniżej znajduje się artykuł z comiesięcznego Macular Degeneration Partnership E-Update dotyczący potencjalnych leków w leczeniu suchego AMD i...

Czytaj Więcej
Omega3
26 listopada 2022
Rukola
22 listopada 2022
Asteroida hyalosis
31 października 2022

Dr. Anthony B. Nesburn

Badania nad mitochondrialnym DNA wskazują na obiecujące możliwości leczenia AMD

Przez ostatnie kilka lat dyrektor ds. badań DEF, dr M. Cristina Kenney

, badała związek mitochondriów i związanego z wiekiem zwyrodnienia plamki żółtej (AMD). Odkryła, że uszkodzone mitochondria osób z AMD wysyłają sygnały, które mogą powodować, że komórki siatkówki umierają w zwiększonym tempie, w porównaniu z osobami, które mają zdrowe mitochondria i nie mają AMD. Badania te doprowadziły do odkrycia możliwości stymulowania mitochondriów w celu wspierania zdrowia komórek siatkówki w dążeniu do zachowania lub przywrócenia wzroku u osób z AMD.

Mitochondria w komórkach
Komórki są podstawowym budulcem wszystkich żywych istot. Ciało ludzkie składa się z trylionów komórek. Stanowią one strukturę organizmu, pobierają składniki odżywcze z pożywienia, przetwarzają je na energię i pełnią wyspecjalizowane funkcje. Komórki zawierają również materiał dziedziczny organizmu (DNA), dzięki czemu mogą tworzyć swoje kopie.

Mitochondria to maleńkie struktury wewnątrz komórek, których funkcją jest wytwarzanie energii, jak bateria w latarce, aby utrzymać komórki przy życiu. Każda komórka zawiera setki do tysięcy mitochondriów, które znajdują się w płynie otaczającym jądro. Chociaż większość DNA jest upakowana w chromosomach w jądrze komórki (DNA jądrowe), mitochondria posiadają również niewielką ilość własnego DNA, znanego jako mitochondrialne DNA lub mtDNA.

Ponieważ tylko komórki jajowe wnoszą mitochondria do rozwijającego się zarodka, tylko samice mogą przekazać mitochondrialne DNA swoim dzieciom.

Haplogrupy mitochondrialne
MtDNA można podzielić na kategorie zwane haplogrupami, które reprezentują różne starożytne, oddzielone geograficznie grupy ludzi. Na przykład Afroamerykanie i ludzie o starożytnej linii afrykańskiej odziedziczyli mitochondria haplogrupy L od swoich matek bez względu na to, gdzie obecnie mieszkają.

Podobnie, większość populacji Żydów aszkenazyjskich (głównie tych Żydów, których rodziny pochodzą z Europy Wschodniej lub Środkowej) posiada mitochondria haplogrupy K. Osoby z tą haplogrupą mtDNA wydają się być podatne na różne choroby związane z wiekiem, w tym na zwyrodnienie plamki żółtej związane z wiekiem (AMD).

Częstość występowania AMD jest bardzo różna w różnych populacjach etnicznych/rasowych. Na przykład, w Stanach Zjednoczonych prawdopodobieństwo utraty wzroku z powodu AMD jest bardzo niskie u osób o afrykańskim pochodzeniu, ale znacznie wyższe u osób pochodzenia europejskiego. Podobnie w izraelskiej klinice okulistycznej, spośród osób, które miały AMD, 96% było Żydami, a tylko 4% było pochodzenia arabskiego. Sugeruje to, że europejskie mtDNA w komórkach siatkówki osób rasy kaukaskiej może być powodem ich większej podatności na AMD.

Rycina

1Uznano, że AMD jest bardzo złożoną chorobą, w którą zaangażowanych jest wiele czynników (Rycina 1). Istnieje ponad 30 genów związanych z AMD, reprezentujących wiele różnych ścieżek biologicznych. Ponadto, uszkodzenie mitochondriów i specyficzne haplogrupy mtDNA zostały powiązane z AMD. Wreszcie, uznaje się, że czynniki środowiskowe, takie jak palenie tytoniu i otyłość, zwiększają ryzyko rozwoju AMD.

Chociaż miliony dolarów i tysiące roboczogodzin zostały zainwestowane w znalezienie przyczyn i metod leczenia AMD, nadal nie wiemy, jak zapobiegać najczęstszej postaci AMD. Jedną z głównych trudności jest to, że kiedy badamy zróżnicowaną grupę osób, z których każda ma setki różnych genów jądrowych i mitochondrialnych, bardzo trudno jest zidentyfikować przyczyny i ścieżki związane z rozwojem AMD oraz określić skuteczne metody leczenia. Jeden lek może nie pomóc każdemu, a u różnych osób rozwijają się różne typy i nasilenie AMD.

Rysunek

2Podejście

Kenney

do tego dylematu polegało na uproszczeniu systemu badań (rysunek 2). W swoich badaniach z różnymi grupami etnicznymi/rasowymi Kenney odkryła, że populacja Żydów aszkenazyjskich (haplogrupa K) jest doskonałą grupą, w której można badać choroby związane z wiekiem. Grupa ta ma bardzo dobrze scharakteryzowane geny jądrowe i mitochondrialne, populacja ta ma tendencję do względnej homogeniczności i zawierania małżeństw w obrębie swojej społeczności. Wreszcie, populacja Żydów aszkenazyjskich charakteryzuje się długowiecznością, co zwiększa prawdopodobieństwo, że rozwiną się u nich choroby związane ze starzeniem się, takie jak AMD.

Laboratorium Kenneya stworzyło system badań "cybrydowych", które są liniami komórkowymi z identycznymi jądrami i jądrowym DNA, ale różnymi mitochondrialnymi DNA, tak aby różnice w zachowaniu komórek można było przypisać różnym mitochondrialnym DNA (patrz poniższa historia cybrydowa z 11/17/15). Korzystając z systemu hybrydowego, Kenney porównał zachowanie komórek mitochondriów od osób z haplogrupami K (Żydów aszkenazyjskich) i mitochondriami od osób z haplogrupą H (rysunek 3), najczęstszą europejską haplogrupą.

Rysunek 3Istnieją

:

  • Istotne różnice w produkcji cholesterolu i cząsteczek lipidowych
  • Zmienione poziomy zapalenia
  • Różnice w odpowiedzi na toksyczne działanie amyloidu (toksycznego białka związanego z AMD i chorobą Alzheimera).

Te różnice są ważnymi czynnikami przyczyniającymi się do AMD i innych chorób związanych z wiekiem.

Znaczenie wyników badań
Dziedziczone po matce mitochondrialne DNA może wpływać na to, jak komórki danej osoby reagują na stres, a to może przyczyniać się do powstawania chorób związanych z wiekiem. Jest to zupełnie nowy sposób myślenia o powszechnych chorobach związanych ze starzeniem się i oferuje nowe podejścia do leczenia i zapobiegania tym chorobom.

Przyszłe badania
Laboratorium Kenneya będzie nadal wykorzystywać model cybrydowy haplogrupy K do badania mitochondrialnego DNA, w celu zablokowania szkodliwych zdarzeń, które powodują wczesną śmierć komórek siatkówki, taką jak ta obserwowana w AMD. Dodatkową zaletą cybryd jest to, że są one unikalne dla dawcy, którego krew została użyta do ich wytworzenia. Dlatego dzięki tym "spersonalizowanym cybrydom" Kenney może badać reakcje spersonalizowanych cybryd na leki, które są obecnie stosowane w leczeniu AMD (Lucentis™, Avastin™ i Eylea™). Mogą one również zostać wykorzystane do identyfikacji nowatorskich, nowych leków, które mogą chronić komórki przed wczesną śmiercią komórkową, co jest głównym wydarzeniem w suchej postaci AMD. Badania te są bardzo obiecujące dla rozwoju spersonalizowanych metod leczenia AMD i innych chorób związanych z wiekiem.

11/12/15


Anthony B. Nesburn, MD FACS
Prezes/Dyrektor Medyczny
Fundacja Discovery Eye