Dědičné degenerativní onemocnění sítnice postihuje 2 miliony lidí. Relativně vysoké procento lidí s retinitis pigmentosa trpí i poruchami dalších smyslů, zejména hluchotou. Kredit: Duke University Medical Center.

Dědičná degenerativní onemocnění sítnice, kam patří i retinitis pigmentosa, (sítnice je latinsky retina) postihuje více než 2 miliony lidí. Příčinou jsou různé mutace, kterých je více než 4500.  Ty se mohou týkat 250 genů. Taková rozmanitost komplikuje jak porozumění nemoci, tak i její terapii. Nemoc postupuje zvolna a pacientovi ani nemusí přijít na mysl, že v se v jeho zraku něco děje, a že má nějaký rozdíl oproti normálu. Službu totiž vypovídají tyčinky postupně a hlavně ty na okraji sítnice, které jsou určeny pro vidění za šera. Varovným signálem by nám mělo být zmenšování úhlu pohledu s postupujícím  takzvaným „ tunelovým viděním“ (pokud si to hodláte zkusit, tak normální zorný úhel je 180 stupňů). Po zhoršení orientačního periferního vidění se nemocnému přidruží i úbytek čípků (zrakové buňky ve středu sítnice). To se nám už začne hůře číst a přicházíme i o barvy. Nezadržitelně dojde i na to nejhorší, slepotu. I když příčinou může být některá z tisíce mutací, většinu z nich něco spojuje. Mají na svědomí chyby v molekulách proteinů. Výsledkem jsou proteinové zmetky, jichž se oční buňky neumí zbavit. Dá se říci, že je postupně udolá „vnitřní nepřítel“.

Vadim Arshavsky, profesor oftalmologie a vedoucí výzkumného kolektivu na Duke University, spoluautor publikace, z níž vychází tento článek. Kredit: Arshavsky Lab. Duke Univ.

Americkým výzkumníkům se podařilo najít způsob, jak zlým proteinům zabránit v jejich agregaci. Postiženým buňkám vylepšili schopnost se zašmodrchaných proteinů zbavovat, a že jejich nový přístup k léčbě funguje, prokázali na myších. Použili k tomu kmen, kterému z důvodu vrozeného defektu hrozí časná slepota. Tu jim v pokusu na hodně dlouho oddálili.

Zrak závisí na přítomnosti a funkčnosti buněk majících fotoreceptory. Na obrázku je zdravá oční buňka zvaná tyčinka (červeně). Zelenou fluoreskující barvičkou je zvýrazněna plazmatická membrána. Jádra buněk jsou modrá. Kredit: Arshavsky Lab. Duke Univ.

Vědci z Duke University se k řešení problému spojili s kolegy z Kalifornského technologického institutu. Společně si posvítili si na proteazom. Do bádání této buněčné struktury se výzkumníci  zrovna moc neženou. Asi proto, že jde jen o něco, na co sedí přirovnání „odpadové hospodářství“. Když ale nefunguje, začnou mít buňky stejný problém jako Evropa, když Čína odmítne brát PET-láhve. Ve svozných dvorech se pak vrší hory odpadu a nerozložitelné plasty plné jedů přetékají i tam, kam nemají. Pro buňky jsou takovým obtížně rozložitelným odpadem nesprávně poskládané proteiny. Disponují sice „strojním“ vybavením na jejich degradaci, nicméně se ukazuje, že občas nemají patřičný výkon. Těmito drtičkami odpadu v buňce jsou proteazomy. Parta z Duke University se na ně nedívá jako na drtičky, ale spíše jako na skartovačky. Ne nepodobné těm, co mají v kancelářích úředníci. Jejich zařízení také má nahoře jakýsi bezpečnostní kryt (víčko), aby do nich nemohlo spadnout kde co, a které listy papíru patřičně navádí.  Když se špatně nasadí, nebo je list pokroucený, nebo víko někam zašantročíme, je zařízení k ničemu.

Zajistit buňkám celé nové proteozomy je z hlediska stávajících možností neschůdné. Proto došlo na pokus buňkám pomoci alespoň zajištěním vhodných vrchních dílů (víček), kterými i ty nesprávně poskládané proteiny prochází. A ono to funguje.

Buněčná skartovačka.

Řešeno mluvou odbornou, zajistili myším zvýšení jejich proteasomové aktivity nadměrnou expresí genu PA28 a podjednotky proteasomového uzávěru 11S, přičemž k expresi genu přispěl osvědčený rhodopsinový promotor.

Převedeno do lidštiny, u myší, které trpěly vrozenými vadami způsobenými genetickými mutacemi způsobujícími předčasnou degeneraci fotoreceptorů, se podařilo úbytku tyčinek v očích zabránit dostatkem vhodných „krytů pro jejich buněčné skartovačky. Myším to zachovalo zrak až do požehnaného věku, což se jejich kolegyním  v kontrole nepoštěstilo. Podle oftalmologů by takové  čtyřnásobné zmenšení úbytku funkčních retinocytů, kterého se nyní dosáhlo u myší,  nám lidem zajistilo časový odsun slepoty v řádu desetiletí. Jak rychle se ale nová léčba dostane do kliniky, je těžké předpovědět. Provádí se totiž genovou terapií, a tak se k ní budou vyjadřovat etické, morální a jiné komise, které mají v náplni práce předběžnou opatrnost.

Závěr

I když poznatek se týká buněk sítnice, jde ve skutečnosti o mnohem víc. Tato porucha se totiž řadí do velkého balíku problémů nadepsaného „neurodegenerativní onemocnění“. Na žádnou z nich nic kloudného k léčbě zatím nemáme. Stejný léčebný postup, jakým se nyní dospělo razantního vylepšení přežívání tyčinek a oddálení problémů se zrakem, by měl být aplikovatelný i na mozek a jeho neurodegenerativními problémy způsobené  Huntingtonovou a Parkinsonovou chorobou i Alzheimerem. Jejich příčinou je totiž rovněž odumírání buněk v důsledku neschopnosti se zbavit zle poskládaných proteinů.

Literatura

Ekaterina S. Lobanova et al. Zvýšená proteasomální aktivita podporuje přežití fotoreceptorů v dědičné degeneraci sítnice, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038 / s41467-018-04117-8 Duke University Medical Center