Naukowcy odkryli, że Prominin-1 (Prom1) odgrywa istotną rolę w utrzymywaniu komórek nabłonka pigmentowego siatkówki (RPE)-krytyczni zwolennicy siatkówki-zdrowie, a jej utrata może być kluczowym motorem spadku wzroku starzejących się oczu. Zespół badawczy w Vanderbilt University Medical Center, prowadzony przez dr Sejoy Bhattacharyi, zbadał, co się stanie, gdy PROM1 zostanie zmniejszony w komórkach RPE u myszy. Ich przełomowe ustalenia, opublikowane w Komórkiujawnij nowe wgląd w mechanizmy degeneracji RPE, rzucając światło na potencjalny wyzwalacz utraty wzroku.
Badania od dawna rozpoznają Prom1 za rolę w wrażliwych na światło komórkach oka, ale jego funkcja w komórkach nabłonka pigmentu siatkówki pozostała niejasna. Korzystając z zaawansowanych metod obrazowania, które pozwalają naukowcom bardzo szczegółowo zobaczyć komórki, naukowcy odkryli, że PROM1 jest obecny zarówno w ludzkich, jak i mysich komórkach RPE i pomaga utrzymać normalną funkcję komórek. „Nasze badanie pokazuje, że utrata funkcji PROM1 osłabia te komórki, co prowadzi do uszkodzeń podobnych do obserwowanego w zwyrodnieniu plamki związanej z wiekiem, stan powodujący stopniową utratę wzroku”, powiedział dr Bhattacharya. Zespół wykorzystał wyspecjalizowane techniki do wizualizacji Prom1 w mitochondriach komórek RPE, małych struktur, które wytwarzają energię dla komórki.
Wyniki wykazały, że po zmniejszeniu Prom1 komórki nabłonkowe pigmentu siatkówki uległy błędzeniu, płyn zbudowany pod siatkówką i wrażliwe na światło komórki neuronalne zaczęły umierać. W szczególności utrata PROM1 wywołała reakcję łańcuchową prowadzącą do śmierci komórki, pokazując, że Prom1 pomaga chronić te komórki przed rozpadem. Odkrycia te potwierdzają wcześniejsze badania, które łączyły zmiany genów PROM1 z chorobami plamki żółtej, które są warunkami wpływającymi na centralne widzenie i powodując utratę wzroku.
Zespół dr Bhattacharyi stwierdził również, że brak PROM1 zakłócił naturalny proces czyszczenia komórki, zwany autofagią, który usuwa uszkodzone elementy, co prowadzi do stresu i dalszych uszkodzeń. Badanie wykazało, że to zakłócenie miało podobieństwa z atrofią geograficzną, ciężką postać zwyrodnienia plamki związanej z wiekiem, w którym komórki w odpadach siatkówki. „Udowadniając, że strata Prom1 prowadzi do szkodliwych zmian podobnych do tego stanu, pokazujemy, dlaczego ważne jest znalezienie leczenia ukierunkowanego na tę ścieżkę”, wyjaśnił dr Bhattacharya.
Poza połączeniem z degeneracją nabłonka pigmentu siatkówki, dr Bhattacharya znalazł PROM1 w mitochondriach, co sugeruje, że odgrywa on nieznaną wcześniej rolę w produkcji energii i zdrowiu komórek. To odkrycie otwiera nowe możliwości zrozumienia zaburzeń metabolicznych, które są warunkami wpływającymi na sposób generowania energii i są związane z utratą wzroku.
Znaczenie badania dr Bhattacharyi wykracza poza wyjaśnienie, w jaki sposób rozwija się zwyrodnienie plamki. Wykorzystanie modelu myszy do badania chorób ludzkich w tych badaniach stanowi cenne narzędzie do testowania nowych zabiegów zaprojektowanych w celu ochrony komórek nabłonka pigmentu siatkówki. Podczas gdy poprzednie badania z wykorzystaniem całkowitego usunięcia PROM1 u myszy wykazały szybką utratę widzenia, to badanie podkreśla potrzebę skupienia się na określonych typach komórek, aby zrozumieć odrębne role Prom1 w różnych częściach oka.
Odkrycia dr Bhattacharya i kolegi wzmacniają ideę, że Prom1 jest kluczowym czynnikiem utrzymywania zdrowego komórek nabłonkowych pigmentu siatkówki i mogą prowadzić do nowych strategii leczenia zwyrodnienia plamki żółtej. Naukowcy podkreślają, że potrzebne są dalsze badania w celu zbadania, w jaki sposób Prom1 oddziałuje z innymi typami komórek siatkówki, które przyczyniają się do choroby. Odkrywając te linki, naukowcy zbliżają się do rozwijania sposobów spowolnienia lub zapobiegania uszkodzeniu komórek nabłonkowych i utraty wzroku.
Dr Bhattacharya dodał: „Nasze badania przekonująco pokazują, że nabłonek myszy pigment siatkówki (RPE) wyraża gen PROM1 in situ, przynajmniej do wystarczającego poziomu, aby wpłynąć na kluczowe procesy RPE, w tym usuwanie odpadów przez autofagię i aktywność lizosomalną. Ustanowiliśmy, że utrata obiekcji obiektywu. Znaczenie PROM1 jako centralnego kierowcy homeostazy RPE i oferuje obiecujące kierunki postępów terapeutycznych w chorobach siatkówki. ”
Referencje dziennika
Bhattacharya S., Yang TS, Nabit BP, Krystofiak ES, Rex TS, Chaum E. „Prowadzanie Prominin-1 powoduje zwyrodnienie nabłonka pigmentu siatkówki w modelu myszy”. Komórki, 2024. DOI: https://doi.org/10.3390/cells13211761
O autorze
Sejj bhattacharya jest asystentem badań profesorem okulistyki i nauk wizualnych w Vanderbilt University Medical Center, badając mechanizmy molekularne przyczyniające się do zwyrodnienia RPE w zanikowej zwyrodnienia plamki żółtej związanej z wiekiem (AAMD). Jest biologiem komórkowym z szkolenia i ma ponad 20 lat doświadczenia w badaniu fizjologii i patofizjologii komórek nabłonkowych. Jest zainteresowany badaniem biologii starzenia się, która przyczynia się do dysfunkcji RPE i upośledza zdrowie siatkówki i homeostazę. Jego prace obejmują badanie szlaków apoptotycznych i starzenia związanych z wiekiem, regulując homeostazę komórek RPE i degenerację poprzez autofagię, modelowanie choroby RPE z wywołanymi przez pacjenta pluripotencjalne komórki macierzyste (IPSC), badanie bioenergetyki mitochondrialnej w RPE i rozwijając nowe zwierzęce komórki AAMD.
