Poszukiwanie nowych opcji terapeutycznych w leczeniu dziedzicznych chorób siatkówki w oparciu o analizę interakcji białek. Podsumowanie projektu.
Właśnie odbyła się konferencja prasowa podsumowująca projekt „Poszukiwanie nowych opcji terapeutycznych w leczeniu dziedzicznych chorób siatkówki w oparciu o analizę interakcji białek”, którego wykonawcą i koordynatorem był dr hab. n. med. Adrian Smędowski, prof. SUM z Katedry Okulistyki WNMK.
Dystrofie siatkówki to heterogeniczna grupa dziedzicznych chorób, które prowadzą do postępującej, ciężkiej i nieodwracalnej utraty wzroku poprzez zmianę budowy i / lub funkcji siatkówki. Obecnie nie ma powszechnie dostępnego leczenia przyczynowego tych chorób, ale prowadzone są badania w celu znalezienia nowych terapii z wykorzystaniem terapii genowych i komórkowych.
Jedyna terapia, która wciąż podlega procesowi ewaluacji, Luxturna®, może być zastosowana u pacjentów z jedną z ponad 300 znanych mutacji odpowiedzialnej za rozwój choroby, a mianowicie mutacji w genie Rpe65, zastosowanie tej terapii jest jednak ograniczone z uwagi na jej wysoką cenę.
Ekspresja genów to łańcuch procesów prowadzących do syntezy białka. Białka w komórce nie działają samodzielnie, ale raczej jako część sieci interakcji międzybiałkowych. Zatem objawy choroby mogą być wynikiem nieprawidłowej sieci interakcji białko-białko na poziomie molekularnym. Jest to oryginalna i autorska teoria sformułowana i aktualnie testowana w kontekście dystrofii siatkówki przez członków zespołu ProteoRetina.
Siatkówka to nerwowa część oka odpowiedzialna za detekcję światła i przekształcanie go w informacje wzrokowe, które są następnie przekazywane do mózgu. Fotoreceptory siatkówki to właściwe komórki światłoczułe reagujące na światło. Rozróżniamy dwa rodzaje fotoreceptorów, pręciki i czopki, które są początkową częścią drogi wzrokowej. Komórki te rozwinęły bardzo skomplikowane i zaawansowane struktury, a rzęska (cilium) jest jedną z nich. Ponieważ patogeneza dystrofii siatkówki jest głównie związana z rzęskami (ciliami) fotoreceptorów, są one często nazywane ciliopatiami siatkówki. Choroby te mogą powodować uszkodzenie fotoreceptorów, głównie czopków (odpowiedzialnych za precyzyjne widzenie centralne i widzenie barw), pręcików (odpowiedzialnych za widzenie w nocy i widzenie obwodowe) lub obu jednocześnie. Najczęstsza dystrofia siatkówki, zwyrodnienie barwnikowe siatkówki (Retinitis Pigmentosa), występująca z częstością 1: 3500, jest wiodącą przyczyną dziedzicznej ślepoty na całym świecie, dotykającą do 2,5 miliona ludzi, bardzo często od dzieciństwa, prowadząc do nieodwracalnej niepełnosprawności. Większość dystrofii siatkówki to choroby ujawniające się wyłącznie w oku, ale czasami mogą być związane z objawami pozaocznymi (takimi jak np. głuchota w zespole Ushera, czy otyłość w zespole Bardeta-Biedla). Dystrofie siatkówki często nie są rozpoznawane, aż do ich zaawansowanych stadiów, kiedy objawy stają się zauważalne przez pacjenta. Informacja zawarta w DNA każdej osoby określa, czy rozwinie ona dystrofię siatkówki, a tym samym nie można zapobiec rozwojowi tych dziedzicznych chorób w sytuacji istnienia uszkodzenia informacji genetycznej. Jednak współczesna nauka próbuje edytować informacje genetyczne w naszym DNA, aby naprawić, zastąpić lub usunąć uszkodzone geny. W dystrofiach siatkówki objawy choroby mogą być wywołane przez mutacje w więcej niż jednym genie, co utrudnia stworzenie skutecznej terapii genowej. Te różne geny zaangażowane w patogenezę dystrofii siatkówki kodują białka, które oddziałują ze sobą w ramach wewnątrzkomórkowej sieci białek. Identyfikacja interakcji między tymi białkami może pomóc w zrozumieniu złożonych mechanizmów związanych z dystrofiami siatkówki i pozwoli zaproponować nowe leczenie przyczynowe.
Celem projektu była eksperymentalna indukcja dystrofii siatkówki w hodowli komórkowej oraz w modelu zwierzęcym u myszy poprzez wprowadzenie do komórek zmutowanych białek oraz śledzenie interakcji tych białek z innymi sieciami białkowymi.
Na dzień dzisiejszy, projekt ProteoRetina o wartości prawie miliona złotych po ponad 2 latach zmierza ku zakończeniu. W ramach przeprowadzonych badań zidentyfikowaliśmy, które interakcje białkowe są zmienione i wspólne w ponad 160 przeanalizowanych znanych mutacjach. Na podstawie zaawansowanych analiz bioinformatycznych określiliśmy 9 białek, z wykorzystaniem których mamy nadzieję zaproponować, w ramach kolejnego projektu, ukierunkowane leczenie niwelujące objawy choroby. Naszą hipotezę stanowi teoria, iż chociaż w patogenezie dystrofii siatkówki znaczenie mają różne geny, mogą one mieć wspólne interakcje z białkami, które stałyby się wspólnym targetem leczenia tych różnorodnych chorób. W projekcie zastosowano najbardziej zaawansowane metody z zakresu proteomiki i eksperymentalnej okulistyki oraz wiodący naukowcy z obu dyscyplin.
Projekt finansowany był z środków grantu POLS Narodowego Centrum Nauki współfinansowanego z budżetu środków europejskich (Norweskiego Mechanizmu Finansowego na lata 2014-2021). Projekt ma swoje podstawy w wieloletniej współpracy badawczej pomiędzy Śląskim Uniwersytetem Medycznym w Katowicach, a Instytutem Biotechnologii Uniwersytetu w Helsinkach – macierzystego instytutu Dr Liu, który jest Kierownikiem kończącego się projektu. Projekt obejmował dwie szerokie dyscypliny – proteomikę z Dr Liu jako wiodącym ekspertem oraz okulistykę eksperymentalną z prof. Adrianem Smędowskim, Dr n. med. Anną Pacwą oraz prof. Joanną Lewin-Kowalik z Śląskiego Uniwersytetu Medycznego. Laboratorium Okulistyki Eksperymentalnej, zarządzane przez prof. Smędowskiego, jest wiodącym laboratorium okulistyki eksperymentalnej w Polsce i prowadzi badania w zakresie molekularnych mechanizmów neuropatii nerwu wzrokowego, zwłaszcza jaskry, dystrofii i zwyrodnień siatkówki oraz okulistycznych eksperymentalnych terapii komórkowych i genowych.
Kierownik projektu: Dr Xiaonan Liu, Katedra Fizjologii, Wydział Nauk Medycznych
w Katowicach, Instytut Biotechnologii, Uniwersytet w Helsinkach
Wykonawca projektu: dr n. med. Anna Pacwa, Katedra Fizjologii, Wydział Nauk Medycznych
w Katowicach
Konsultant naukowy projektu: prof. dr hab. n. med. Joanna Lewin-Kowalik
Projekt otrzymał dofinansowanie w wysokości 965 625,00 zł.
Dane wysyłającego:
Patrycja Matusińska
