Генетика открывает глаза

Макулярная дегенерация – заболевание очень распространеннное и пока, увы, неизлечимое. При этой патологии постепенно гибнут светочувствительные нервные клетки (их еще называют фоторецепторами), расположенные в особой зоне сетчатки глаза - желтом пятне. Этот участок и в самом деле выглядит как округлое пятнышко желтого цвета диаметром около пяти миллиметров, расположенное вблизи от геометрического центра сетчатки. В нем сконцентрировано наибольшее количество колбочек - фоторецепторных клеток, которые позволяют четко видеть очертания предметов и воспринимать цветовые оттенки.

Если быть точным, существуют три рода колбочек: одни реагируют на красный свет, другие на зеленый, третьи на синий. В желтом пятне "синих" колбочек нет вовсе, зато там больше всего их "зеленых" и "красных" родичей. Многие тысячи этих клеток, сосредоченных на небольшом участке, обеспечивают четкое зрительное изображение, действуя подобно мелкозернистой фотопленке. Когда эти клетки отмирают, у больного постепенно снижается острота зрения, причем этот процесс может проходить быстро, но может и растягиваться на многие годы.

По-латыни пятно – macula, отсюда и название болезни. Макулярная дегенерация считается основной причиной потери центрального зрения пожилыми жителями развитых стран. На периферии сетчатки в основном расположены палочки - другие светочувствительные клетки, которые позволяют видеть при слабой освещенности. Макулярная дегенерация обычно не затрагивает эти фоторецепторы, поэтому она редко приводит к полной слепоте.

Ученые давно подозревали, что макулярная дегенерация хотя бы частично объясняется наследственностью, поскольку она часто встречается у кровных родственников. Теперь эта гипотеза получила чрезвычйно сильное подтверждение. Новые исследования позволили связать половину случаев этой болезни с минимальной пунктуационной ошибкой в записи одного-единственного гена, локализованного в первой хромосоме. Этот ген кодирует белок, известный как фактор комплемента H (complement factor H, сокращенно CFH).

Комплемент – это особая подсистема врожденного иммунитета, которая распознает бактерии и прочие чужеродные клетки. Выполнив эту задачу, она запускает процесс синтеза специализированных протеинов, которые уничтожают этих вредоносных пришельцев и вызывают воспалительные процессы, предотвращающие распространение инфекции. Фактор H выполняет важнейшую роль в работе комплемента на ее первом этапе: он контролирует активность протеина C3, который как раз и запускает эту систему. Не приходится удивляться тому, что любые сбои в записи структуры гена CFH в принципе чреваты весьма неприятными последствиями для организма.

Одна из этих ошибок, как оказалось, резко увеличивает опасность возникновения макулярной дегенерации. На первый взгляд она даже и не выглядит серьезной - просто вместо одного, всего лишь одного "правильного" нуклеотида стоит "неправильный". Такие "однобуквенные" погрешности в записи генов называют единичными нуклеотидными полиморфизмами. В данном случае в результате этого сбоя в одном локальном участке молекулы белка CFH вместо аминокислоты тирозина появляется другая аминокислота - гистидин. В итоге белок C3 начинает активироваться по неправильной схеме – а ведь он влияет на развитие воспалений. Ученые предполагают, что данная мутация провоцирует воспалительные процессы в сетчатке, которые втрое повышают риск возникновения макулярной дегенерации.

Каковы практические последствия этого открытия? Естественно надеяться, что оно позволит заранее выявлять людей – не всех, но многих, – которым в старости особенно сильно угрожает потеря зрения из-за возрастной макулярной дегенерации. Новых методов лечения из него не проистекает, во всяком случае, в разумной перспективе. Однако не исключено, что такие методы могут возникнуть в результате продолжения совершенно иной линии исследований. Сотрудники Лаборатории имени Джексона в американском штате Мэн сообщили, что им удалось предотвратить развитие глаукомы у лабораторных мышей, генетически предрасположенных к этой болезни. Глаукома сродни макулярной дегенерации в том плане, что она тоже связана с гибелью клеток сетчатки - только не фоторецепторных, а других, ганглиозных, расположенных в более глубоком слое. Это означает, что и глаукома, и макулярная дегенерация относятся к группе нейродегенеративных заболеваний.

Ученые из Джексоновской лаборатории работали с молодыми мышами, у которых еще не успели появиться симптомы глаукомы. Этих животных облучали из гамма-пушки, а чтобы они не погибли от радиации, им делали пересадку тканей спинного мозга. Облученные мыши благополучно дожили до весьма пожилого возраста (год и более), и при этом почти все сохранили нормальное зрение.

Конечно, тотальное гамма-облучение вряд ли подходит человеку. Однако руководитель этих исследований Саймон Джон надеется, что человеческую глаукому можно будет излечивать с помощью прицельно обработки гамма-лучами одной только сетчатки и зрительного нерва. В этом случае общая доза поглощенной радиации будет очень незначительной и пересадка спинного мозга не понадобится. Доктор Джон не исключает, что таким способом можно будет лечить не только глаукому, но и другие нейродегенеративные заболевания.

Источники:
1. Science Express, published online 10 March 2005
2. Proceedings of the National Academy of Sciences, published online 9 March 2005

http://grani.ru/, Алексей Левин (Вашингтон)