هل الحد من التعرض لبعض أنواع الضوء يمنع ضمور الشبكية الوراثي؟

توصل فريق من العلماء والباحثين، إلى أن الحد من التعرض لبعض أنواع الضوء، له القدرة على منع ضمور الشبكية الوراثي.

ونجح فريق مشترك بقيادة الدكتور هاروهيسا إينو، أستاذ في قسم نمو الخلايا وتمايزها، في إنشاء خلايا iPS من مريضين يعانيان من ضمور الشبكية المرتبط بـ EYS (EYS-RD) وتحويلها إلى عضويات شبكية العين لدراسة سبب هذه الإعاقة البصرية المنهكة.

تم نشر الدراسة في JCI Insight.

ضمور الشبكية الوراثي

وذكر موقع ميديكال إكسبريس أن ضمور الشبكية الوراثي (IRDs) يمثل مجموعة من أمراض العين التنكسية التي تؤثر على الخلايا المستقبلة للضوء في شبكية العين، والتي قد تؤدي في النهاية إلى فقدان البصر بشكل لا رجعة فيه.

يعد ضمور الشبكية الوراثي  سببًا رئيسيًا للإعاقة البصرية والعمى، ويؤثر على أكثر من 4.5 مليون شخص في جميع أنحاء العالم، ومن المعروف أنه ناجم عن طفرات في أكثر من 250 جينًا.

تعد الطفرات في الجين المتماثل المغلق (EYS) مساهمًا رئيسيًا في حالات ضمور الشبكية الوراثي، ومع ذلك، فإن العديد من النماذج الحيوانية السائدة المستخدمة لنمذجة المرض مفقودة أو لديها نسخة معطلة من جين EYS في جينوماتها، مما يجعل من الصعب نمذجة المرض في الثدييات.

من خلال دراسات الزرد، تم وصف EYS للعب دور حاسم في الحفاظ على البنية المورفولوجية للمستقبلات الضوئية وتنظيم نقل البروتين إلى الأجزاء الخارجية للخلايا المستقبلة للضوء.

ومع ذلك، لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت هذه الوظائف المعطلة لدى مرضى ضمور الشبكية الوراثي  هي المسؤولة عن المرض وما إذا كان تعطيل مثل هذه العمليات البيولوجية هو المسؤول عن التسبب في المرض.

لذلك، هناك حاجة لإنشاء نماذج تجريبية جديدة باستخدام الخلايا البشرية لفهم المرض وابتكار علاجات محتملة.

ولتحقيق هذه الغاية، استخرج فريق البحث خلايا iPS من مريضين غير مرتبطين بـ EYS-RD لديهما نفس الطفرة في جين EYS وقاموا بتوليد عضويات شبكية لمقارنتها بتلك المصنوعة من خلايا iPS السليمة لنمذجة المرض.

يشير التحليل المورفولوجي والنسيجي والتحليل الجزيئي للعضيات الشبكية EYS-RD إلى أن طفرة EYS لم تؤثر على تطور الشبكية بحيث كانت جميع أنواع الخلايا موجودة وجميع الأجزاء تحت الخلوية موجودة في الخلايا المستقبلة للضوء التي تشكلت بشكل صحيح.

ومع ذلك، على الرغم من أن الطفرة لم تؤثر على الكمية الإجمالية لبروتين EYS، فقد لاحظ فريق البحث وجود كمية أقل من بروتين EYS، وخاصة الهياكل النقطية الإيجابية لـ EYS، في الأهداب أو مناطق الجزء الخارجي (OS) من الخلايا المستقبلة للضوء في عضويات شبكية العين EYS-RD.

في المقابل، قام الباحثون بفحص التوطين تحت الخلوي لـ PRPH2، وهو علامة نظام تشغيل معروفة، ليجدوا أنه لم يتأثر بطفرة EYS، مما يشير إلى أن PRPH2 تم نقله إلى نظام التشغيل بواسطة آلية مستقلة عن EYS.

نظرًا لأن EYS وGRK7، وهو البروتين المشارك في إنهاء واستعادة الاستجابة الضوئية، كلاهما بروتينات OS يتم التعبير عنها في الغالب في الخلايا المخروطية (مقارنة بالخلايا العصوية) ويشتركان في تاريخ تطوري مماثل (كلاهما مفقود في بعض أنواع الثدييات)، فإن الاثنين قد تكون البروتينات مرتبطة وظيفيًا.

ومن اللافت للنظر أن الباحثين لاحظوا انخفاضًا ملحوظًا في GRK7، وحتى غيابه في بعض الحالات، في منطقة OS في عضويات الشبكية الطافرة.

على العكس من ذلك، وجدوا أن طفرة EYS موضع الاهتمام في هذه الدراسة لم تؤثر على التفاعل بين البروتين والبروتين EYS-GRK7، مما يشير إلى أن الخلل في التوطين تحت الخلوي لـ GRK7 ناتج في المقام الأول عن سوء تحديد موضع EYS بدلًا من عدم القدرة على التفاعل مع GRK7 للنقل إلى منطقة نظام التشغيل.

ومن خلال التعبير عن نسخة طبيعية من EYS في عضويات شبكية العين EYS-RD، نجح فريق البحث في إنقاذ هذه العيوب باستخدام النقل داخل الخلايا GRK7.

ووجد الباحثون أيضًا تحفيزًا للضوء يؤدي إلى موت الخلايا المستقبلة للضوء في عضويات شبكية العين EYS-KO وأظهروا أيضًا أن الضوء الأزرق قاتل بشكل خاص.

بشكل عام، وباستخدام عضويات الشبكية المشتقة من خلايا iPS ونظام نموذج الزرد، حدد الباحثون الآلية المسببة للأمراض الكامنة وراء تنكس الشبكية في EYS-RD.

على الرغم من أنه لا يزال يتعين علينا أن نرى كيف يمكن ترجمة هذه النتائج عمليا إلى رعاية وقائية، فقد كشف فريق البحث عن السمية الخلوية المعتمدة على الضوء، وخاصة عن طريق الضوء الأزرق عالي الكثافة، في غياب بروتين EYS الذي يعمل بكامل طاقته، مما يشير إلى طريقة محتملة للوقاية من ضمور الشبكية هي الحد من التعرض للضوء عن طريق النظارات الملونة أو غيرها من أجهزة الحماية.