Марианна иванова генетика глаукомы

Ген MYOC (миоцилин):

Ген миоцилина расположен на длинном плече 1-ой хромосомы (локус 1q24.3-q25.2), был впервые описан Stone в 1997 году, имеет размер 17,22 кб, состоит из промотерной (начальной) части, трех экзонов:

— N-концевой миозин-подобный домен
— С-концевой ольфактомедин-подобный домен и
— средний домен – связка,

а также двух длинных интронных областей

С гена миоцилина считывается полипептид длиной 504 аминокислоты. Подавляющее большинство мутаций в гене, вызывающих развитие глаукомы, находятся в третьем длинном ольфактомедин-подобном экзоне.

В норме ген экспрессируется главным образом в сетчатке.

Функция белка, синтезируемого с гена MYOC в норме и при мутациях.

Миоцилин – гидрофобный белок, который был найден практически во всех тканях организма (цилиарное тело, сфинктер зрачка, сетчатка, склелетные мышцы, сердце и др.), В норме белок существует в виде гомодимера, взаимодействует с ольфактомедином (ноэлин-3), считывающимся с гена OLFM 3.

В клетке располагается в области шероховатого эндоплазматического ретикулума в большом количестве в клетках фоторецепторов. Основное количество белка в норме обнаружено в области трабекулярного аппарата глаза, передней и увеальной его части.

При глаукоме белок миоцилин обнаруживают в значительно увеличенных количествах, причем во всех частях трабекулярного аппарата, не зависимо от степени выраженности клинических проявлений глаукомы.

Для миоцилина характерна посттрансляционная модификация, «созревание» белка после его синтеза путем присоединения остатков углеводов (гликозилирование) или пальмитиновой кислоты (пальмитилирование).

Миоцилин участвует:

— в реорганизации актинового цитоскелета клетки
— в миграции клеток
— в межклеточных взаимодействиях

На сегодняшний день в pubmed.com около 500 публикаций, описывающих свойства и функции миоцилина.

Какую роль играет миоцилин в развитии глаукомы
(примечание редактора: смотри слайд 10)

Вверху показаны клетки трабекулярного аппарата в норме, внизу показаны те же клетки после действия на них в течение 24 часов укороченного миоцилина при замене аминокислоты пролин на лейцин в 370-й позиции (Yuan He , 2009). Авторы статьи, таким образом, показывают наличие цитотоксичности мутированного миоцилина.

Описанные мутации в гене миоцилина:

— Миссенс (83%) и нонсенс (6,4%) мутации.
— Малые (меньше 21 пары нуклеотидов) делеции, вставки и комбинация вставка / делеция составляют соответственно 4,3%, 5,3% и 1,1%.

Самые тяжелые мутации в миоцилине, приводящие к самой тяжелой клинической картине:
обрыв цепи, всего их описано четыре:

— rs139804296
— rs74315329
— rs143413116
— rs74315337

и 46 миссенс вариантов – ведущих к изменению структуры считываемого белка.

Подходы к лечению генетических аномалий в гене MYOC:

Подбирают короткоцепочечные фрагменты РНК, (в англоязычной литературе short interfering – siRNA), последовательность их известна, представлена ниже.

Должным образом упакованные (в липосомы или полиамидоаминовые дендримеры – наночастицы для целевой доставки действующего вещества к нужным клеткам, подробнее о них здесь: oftalmic.ru) их закапывают в глаза.

В клетках трабекулярного аппарата и сетчатки эти siРНК комплиментарно связываются с участками гена миоцилина (так как они специальным образом подобраны именно под этот ген), не давая производить мРНК и останавливая синтез мутированного гена миоцилина.

Данный способ описан в американском патенте US7700575.

Либо на этом останавливаются, так как терапевтический эффект достигнут – при таком подходе блокируется синтез не всего, но значительной части измененного миоцилина, так что при гаплонедостаточности (когда поврежден только один аллель миоцилина, второй функционирует нормально) этот метод эффективен, прогрессирование глаукомы практически останавливается.

Либо вторым этапом можно внедрять вектор со здоровым геном миоцилина, данный подход будет иметь смысл при гомозиготном состоянии, когда оба аллеля миоцилина повреждены.

Выводы:

1. В случаях врожденной, ювенильной и резистентной юношеской глаукомы в семьях с отягощенным по глаукоме анамнезом необходимо информировать о возможной генетической причине заболевания и говорить о том, что есть методы диагностики и если диагноз миоцилиновой глаукомы подтверждается, то применяются разрабатываемые методы лечения.

2. Ни в коем случае никогда ( ! ) не назначать людям с мутациями в гене миоцилина стероидные глазные капли, так как это приводит к резистентному повышению ВГД.

Материал для публикации на портале Орган зрения wwww.organum-visus.com любезно предоставила Иванова Марианна Евгеньевна.

www.oftalmic.ru — информационный партнер www.organum-visus.com

Офтальмогенетик Марианна Иванова занимается ДНК-диагностикой глазных заболеваний, думает о психологических истоках болезней, рассказывает о том, как благодаря вирусам в организм поставляют необходимые участки ДНК и настраивается на работу, играя на фортепиано.

Идея стать офтальмологом захватила меня еще в первые годы обучения на медицинском факультете МГУ. Ведь глаза — зеркало души. Это, пожалуй, самая прекрасная часть организма, скрывающая тайны нашего сознания и стремлений. Кроме того, зрячему человеку в нашем мире трудно представить себе, как вообще можно обходиться без зрения, а потому сохранять и возвращать его — больше, чем просто работа.

Я получила диплом врача и сертификат офтальмолога, защитила диссертацию, работала врачом в государственной и частной клиниках, на детском приеме, в оптике, научным сотрудником, что позволило мне прийти к выводу, что как бы ни была трудна и непонятна наука генетика, именно она при обдуманном применении в офтальмологии дает самые большие шансы действительно возвращать людям зрение и менять их судьбы к лучшему.

GeneTests.org — сайт с постоянно обновляющейся информацией о последних достижениях в ДНК-тестировании.

В какой бы области офтальмологии я ни работала, мне все время казалось, что я могу больше, чем делаю сейчас, меня все время тянуло разбираться в каждом конкретном клиническом случае до самых основ, чтобы понять, почему происходит именно так, чтобы впредь предупреждать болезнь до ее появления или на самой ранней стадии.

Пять лет назад я познакомилась с интересным ученым Лероем Худом, основателем института системной биологии, на конференции в Ванкувере — по сути именно он и был причиной моей поездки на ту конференцию. Его философия и идеи очень близки моему мировоззрению, поэтому я стала сторонником его концепта 4P-медицины (personalized, preventive, predictive, participating), что означает индивидуальный подход к лечению каждого пациента с учетом всех его особенностей и попытку предсказать и предотвратить наступление болезни.

Все это становится возможным только при активном участии пациента в процессе лечения. По моим наблюдениям, физическое заболевание, в том числе и глазное, — это отражение внутреннего духовного состояния и нерешенных проблем. С каждым днем люди все больше говорят об этом, подтверждая идею о глобальном мозге и совокупности людей земного шара как сверхорганизме. Часто на приеме врача, в том числе и офтальмолога, люди не ищут излечения, они приходят за вниманием к себе, к своей ситуации или внутреннему конфликту, решив который, можно значительно улучшить ситуацию со здоровьем, в том числе и со зрением. Однако не всегда люди готовы решать свои психологические проблемы, в этом случае они ищут временный и более легкий путь, не затрагивающий причины заболевания. Да и прием врача офтальмолога (со стандартом 8 минут на человека) не подразумевает глубокого вникания в ситуацию пациента.

Неудовлетворенность результатами своей работы в клинической практике росла с каждым днем. Мне хотелось найти что-то более действенное, и, наконец, я нашла это в генетике. На уровне нуклеотидов заканчивается физиология человека и начинается его психология, потому что гены обусловливают многие наши свойства, но отнюдь не все. Где эта грань? Изменяя функцию и свойства генов, приводящих к слепоте, можем ли мы совершить медицинское чудо и восстановить утраченное зрение? А что не подвластно медицинскому вмешательству и требует другого подхода? Этот вызов природе заставляет меня каждый день идти на работу с предвкушением чего-то необыкновенного.

У глубоко уважаемых мной преподавателей факультета фундаментальной медицины МГУ можно получить уникальное для России образование, смесь клинических знаний и развития клинического мышления с углубленным изучением базовых, фундаментальных (отсюда и название факультета) научных дисциплин (математика, физика, обработка информации, молекулярная биология, биохимия и другие). По западным меркам это соответствует базовому PhD и одновременно MD-образованию.

Могу лишь добавить, что нельзя научить, а можно только научиться. Если нет внутреннего стремления к чему-то, то самые лучшие преподаватели не помогут. А вот найти, вырастить и углублять это стремление внутри себя — настоящее счастье каждого. Ко мне оно пришло не за один месяц и не за один год. Каждый день я узнаю что-то новое, в нынешний век это неизбежно. Важно собирать в свою «коробочку» нужное и отсеивать ненужное, а этому можно научиться.

По моим наблюдениям, физическое заболевание, в том числе и глазное, — это отражение внутреннего духовного состояния и нерешенных проблем. С каждым днем люди все больше говорят об этом, подтверждая идею о глобальном мозге и совокупности людей земного шара как сверхорганизме.

Я хочу понять, почему снижается зрение у каждого конкретного человека и как сохранить и улучшить его зрение. Пока не ясно, какой процент заболеваний глаз обусловлен заболеванием генов, а что есть влияние внешних факторов. Довольно ясно только с травмами глаз, паразитарными и некоторыми инфекционными заболеваниями. Чтобы внести конкретику, опишу ситуацию на примере наследственных заболеваний сетчатки. Для некоторых из этих заболеваний обнаружена четкая связь между мутацией в определенных генах и проявлением заболевания, поэтому они условно называются «моногенными заболеваниями». Например, болезнь Штаргардта, Беста, пигментная абиотрофия сетчатки, ахроматопсия, амавроз Лебера или врожденная стационарная ночная слепота. Эти заболевания наследуются по аутосомно-доминантному, рецессивному или другим типам, то есть часто они встречаются не у одного, а у нескольких членов семьи и приводят к постепенному снижению зрения. Также есть и другие заболевания, например, возрастная дегенерация центральной зоны сетчатки (макулы) или поражения глаз при диабете (диабетическая ретинопатия), наследование которых также имеется, но точно известных генов не выявлено, так как четко прослеживаемых мутаций не найдено. Однако при критическом количестве факторов (в том числе внешней среды, образа жизни и генетических) это заболевание проявляется. В таком случае мы говорим о риске или предрасположенности, которая у людей с определенной генетической картой значительно выше.

Книги, которые рекомендует Марианна:

Так вот проблема состоит в том, что по клиническим признакам некоторые формы наследственных заболеваний сетчатки очень схожи между собой, хотя причина может быть абсолютно разной, результат один: гибель клеток сетчатки, что наблюдает окулист на глазном дне и при дополнительной диагностике. 50 лет назад для врача не было ничего криминального в том, чтобы перепутать клинические признаки амавроза Лебера и пигментной абиотрофии сетчатки, потому что тактика лечения при этом не сильно изменилась бы: поддерживающая витаминная терапия и щадящий зрительный режим. В нынешнем третьем тысячелетии критически важно для судьбы пациента узнать, амавроз ли это Лебера или одна из форм пигментной абиотрофии сетчатки, потому что при некоторых формах этих заболеваний найдено лечение, нацеленное на устранение причины заболевания и ведущее к значительному улучшению зрения. Например, человек, не различающий очертания предметов до лечения, после лечения сможет читать. Почему такое возможно? Дело в том, что при некоторых формах амавроза Лебера клетки сетчатки остаются сохранны длительное время, в отличие от пигментной абиотрофии, когда клетки погибают. Происходит нарушение синтеза белка, отвечающего за связь и «общение» клеток друг с другом. Когда это стало известно, то добавление недостающего белка дало ожидаемый высокий результат лечения — улучшение зрения.

Можно долго спорить о том, каким же образом лучше проводить подачу недостающего белка, синтез которого нарушен в клетках. Существуют различные подходы, например, вирус-векторная таргетная генетическая терапия, при которой в безвредный для человека аденовирус помещают кусочек ДНК, кодирующий здоровый белок, и с помощью внутривенной инъекции доставляют вирус к нужным клеткам, в которых начинается синтез не хватающего белка.

Другой подход, липосомный, подразумевает доставку нужных кусочков ДНК без участия вируса, непосредственно в мембранных пузырьках (липосомах) в нужные клетки. Каждый из подходов имеет свои преимущества и недостатки, это тема отдельного разговора.

Да, еще нет обширных клинических испытаний генетических методов лечения, да, некоторые результаты терапии спорны, да, нам еще многое предстоит выяснить о вопросах безопасности и эффективности такого лечения, однако сам факт массивного научного движения в этом направлении в мировой науке налицо. Значит, результат не заставит себя ждать. Поняв суть появления, течения и лечения моногенных заболеваний сетчатки, относительно редких (1 на 1000 человек), мы сможем лучше разобраться с более сложными, многофакторными заболеваниями, такими, как возрастная макулярная дегенерация, диабетическая ретинопатия и другими, встречающимися значительно чаще (1 на 60 человек старше 40 лет).

Я могу выделить несколько задач, которыми я занимаюсь, для того, чтобы приблизить день, когда пациенты с наследственными заболеваниями сетчатки смогут получить действенное лечение, сохраняющее и восстанавливающее зрение. Нам нужно создать постоянно действующий обновляемый общероссийский реестр, желательно интерактивный, пациентов с наследственными заболеваниями сетчатки. Это нужно для того, чтобы знать, для кого мы работаем, составить базу пациентов. Необходимо описать нозологический спектр (то есть список) наследственных болезней сетчатки, встречающихся в России, а также описать особенности мутаций, встречающихся в России. Решение первых двух задач необходимо для создания критериев клинической диагностики наследственных заболеваний сетчатки, чтобы разработать под каждое из заболеваний наиболее точный (и бюджетный) генетический тест. А уже после того, как мы наладим систему точной диагностики в России, мы сможем приступать к разработке методов генетического лечения, когда поймем, что лечить.

Как ни странно это звучит, я очень радуюсь, когда удается найти мутацию, вызвавшую болезнь. Чисто по-человечески, нахождение мутации — грустный день для пациента, потому что это подтверждает на молекулярно-генетическом уровне наличие заболевания, а до того момента еще теплится надежда: «Может, это у меня не та страшная болезнь, и все будет хорошо?» Но если храбро смотреть в лицо фактам, то можно справиться с любым недугом, тем более что подтверждение мутации в определенном гене дает значительно более точный прогноз и по характеру течения болезни (скоротечный или замедленный) и по наследованию болезни (больше или меньше шанс передать его потомкам). Когда же мы проводим ДНК-анализ образца и не находим мутаций, а это происходит довольно часто, то чисто по-человечески я радуюсь за пациента, что у него не подтвердился серьезный диагноз, но исследовательская часть меня говорит: «Значит, пока не нашла ту иголку в стоге сена, которую надо найти, ведь клинические проявления есть».

Трудно обрабатывать огромные количества генетической информации пациентов, проводить скрупулезный анализ образца, чтобы выдать наиболее точный ответ из возможных. Каждый день есть шанс перев?