Ученые из Медицинского колледжа Бейлора (Baylor College of Medicine) и Медицинской школы Макговерна (McGovern Medical School), используя новые методы визуализации сетчатки, подтвердили, что реснички связаны с синдромом Барде – Бидля. Авторы исследования обнаружили ранее неизвестные компартменты внутри ресничек и расположение определенных белков, вовлеченных в заболевание сетчатки. Результаты данного исследования помогут лучше понять структурные дефекты, приводящие к слепоте, связанные с ресничками, и открывают двери для разработки новых методов лечения. Исследование опубликовано в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Актуальность исследования
Реснички представляют собой короткие волосоподобные структуры, обнаруживаемые на поверхности определенных клеток сетчатки. Реснички особенно важны для зрения, поскольку работают как датчики света, и дефекты в их структуре могут привести к дегенерации сетчатки и потере зрения. Изучение структурных изменений ресничек ранее ограничивалось разрешающей способностью традиционных технологий визуализации.
В текущем исследовании ученые сообщили о разработке и применении новых методов визуализации, которые обеспечивали более высокое разрешение изображения внутренней структуры нормальных и пораженных ресничек сетчатки.
«Существует большая группа заболеваний, называемых цилиопатиями, которые вызваны генетическими дефектами компонентов структуры ресничек. Одним из наиболее распространенных симптомов цилиопатий является дегенерация сетчатки и слепота, которые встречаются при пигментном ретините и синдроме Барде – Бидля», – заявляет профессор Теодор Венсель (Theodore Wensel).
Материалы и методы исследования
Венсель с соавторами решили выяснить, как генетические дефекты влияют на структуру ресничек. Но реснички очень малы, и методы, которые традиционно использовались для изучения структурных изменений, не имеют достаточного разрешения для выявления деталей внутренней структуры ресничек.
«Мы решили заглянуть внутрь ресничек, чтобы выяснить, как молекулы, о которых известно, что они вовлечены в болезнь, вызывают дефекты», – говорит Венсель. «Мы использовали новые методы – криоэлектронную томографию и микроскопию стохастической оптической реконструкции (STORM), – которые предоставили наноразмерное представление о внутренней структуре ресничек. Мы работали со здоровыми мышами и мышами с моделями человеческого заболевания, синдрома Барде – Бидля», – добавляет Венсель.
Результаты научного исследования
Ученые применили методы в первую очередь для определения структуры ресничек в нормальной сетчатке и обнаружили области, которые раньше не были доступны для визуализации. После того как ученые применили свои методы к пораженной сетчатке, они смогли определить более точное местоположение белков, связанных с заболеванием.
«Раньше мы могли сказать, что определенный белок, кодируемый геном болезни, расположен в ресничке. Теперь мы можем сказать, что он расположен в центре аксона, который представляет собой крошечную структуру, расположенную в центре реснички, или в другом из недавно обнаруженных отделов», – говорит Венсель.
Ученые также обнаружили, что некоторые генетические дефекты изменяют расположение белков в структуре, и эта информация потенциально может быть полезной для разработки новых методов лечения.
Выводы
«Наши результаты дают более подробное представление о структурных изменениях, связанных с дефектами ресничек при синдроме Барде – Бидля. Мы надеемся, что благодаря лучшему пониманию механизмов заболевания мы сможем разработать методы лечения этого и других сопутствующих состояний», – резюмирует Венсель.
Авторы другого исследования утверждают, что обнаружены типы клеток глаза, которые воспринимают яркость.
