Γενετική και μοριακή μελέτη κληρονομικών και εκφυλιστικών παθήσεων του αμφιβληστροειδή χιτώνα
Authors: Παπαϊωάννου Μυρτώ 
Published: August 2021

Οι κληρονομικές και εκφυλιστικές παθήσεις του αμφιβληστροειδή χιτώνα του οφθαλμού αποτελούν ένα εξαιρετικά ετερογενές σύνολο παθήσεων τόσο όσον αφορά στην κλινική τους εικόνα όσο και στο γενετικό τους υπόβαθρο, με κοινή κατάληξη την απώλεια της όρασης. Σκοπός της διατριβής είναι να διερευνήσει τη γενετική και μοριακή βάση κληρονομικών αμφιβληστροειδοπαθειών όπως είναι η μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια, η δυστροφία των κωνίων-ραβδίων και η νόσος Stargardt, με τελικό στόχο την αναγνώριση του υπεύθυνου(ων) γονιδίου(ων) και της “παθογόνου” μεταλλαγής σε κάθε περίπτωση. Απαραίτητη προϋπόθεση για την επιτυχή εφαρμογή των στρατηγικών κλωνοποίησης γονιδίων είναι η γενετική χαρτογράφηση της κάθε ασθένειας κατόπιν μελέτης ανάλυσης γενετικής σύνδεσης. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιήθηκε κατά τη γενετική ανάλυση μιας ελληνικής οικογένειας με αυτοσωμικό επικρατή τύπο μελαγχρωστικής αμφιβληστροειδοπάθειας και υπέδειξε σύνδεση της πάθησης με τη γενετική θέση RP13 στο χρωμόσωμα 17p13-12 μεταξύ των μικροδορυφορικών δεικτών DNA D17S849 και D17S1791 σε διάστημα 17 cΜ. Μέχρι στιγμής δεν έχει βρεθεί το υπεύθυνο γονίδιο γι’ αυτή την πάθηση. Η γενετική ανάλυση μιας δεύτερης οικογένειας ελληνικής καταγωγής με αυτοσωμικό επικρατή τύπο δυστροφίας των κωνίων-ραβδίων υπέδειξε σύνδεση της συγκεκριμένης πάθησης με τη γενετική θέση CORD2 στο χρωμόσωμα 19ql3.3-13.4 μεταξύ των δεικτών D19S225 και D19S180 σε διάστημα 22 cΜ. Στην ίδια χρωμοσωμική περιοχή χαρτογραφήθηκε και το γονίδιο CRX (cone-rod homeobox) το οποίο ήταν εξαίρετος υποψήφιος για την πάθηση. Η μελέτη της πρωτοδιάταξης του DNA σε έναν πάσχοντα από την παραπάνω οικογένεια αποκάλυψε μία μεταστροφή από αδενίνη σε κυτοσίνη στη νουκλεοτιδική θέση 239, μεταλλαγή που επιφέρει την αντικατάσταση ενός γλουταμινικού οξέος από αλανίνη στο κωδικόνιο 80 (Glu80Ala). Η μελέτη του γονιδίου CRX επεκτάθηκε σε δεκαεννέα οικογένειες βρετανικής και δέκα οικογένειες ελληνικής καταγωγής που παρουσιάζουν κλινική εικόνα δυστροφίας των κωνίων-ραβδίων, καθώς και σε εικοσιπέντε πάσχοντες ελληνικής καταγωγής που ανήκουν στις σποραδικές περιπτώσεις. Σε έναν από αυτούς τους πάσχοντες εμφανίστηκε μία μεταστροφή από κυτοσίνη σε γουανίνη στη νουκλεοτιδική θέση 28 που επιφέρει την αντικατάσταση ενός κατάλοιπου ιστιδίνης από ασπαρτικό οξύ στο κωδικόνιο 10 (His10Asp). Η πάθηση της δυστροφίας των κωνίων-ραβδίων που μεταβιβάζεται με τον αυτοσωμικό υπολειπόμενο τρόπο κληρονομικότητας δεν είχε μελετηθεί επαρκώς μέχρι τη στιγμή που άρχισε αυτή η διατριβή με αποτέλεσμα να μην υπάρχει γενετικός τόπος που να συνδέεται με την ασθένεια. Η μελέτη ανάλυσης σύνδεσης σε μία ελληνική οικογένεια έδειξε ότι υπεύθυνος για την πάθηση είναι ο γενετικός τόπος STGD1 στο χρωμόσωμα lp21-13, μεταξύ των δεικτών D1S207 και D1S248 σε διάστημα 19 cΜ. Ο συγκεκριμένος γενετικός τόπος συμπίπτει με το γενετικό τόπο που είναι υπεύθυνος για τη νόσο Stargardt. Στην ίδια χρωμοσωμική περιοχή (lp21-13) χαρτογραφείται και το γονίδιο ABCR (ATP-binding cassette transporter) που εκφράζεται αποκλειστικά στους φωτοϋποδοχείς. Μοριακή ανάλυση του γονιδίου ABCR σε σύνολο εβδομήντα ασθενών με νόσο Stargardt, μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια ή δυστροφία των κωνίων-ραβδίων υπολειπόμενου τύπου αποκάλυψε είκοσι μία νέες μεταλλαγές, στην πλειονότητά τους ανερμηνεύσιμες. Πέντε πάσχοντες με νόσο Stargardt φέρουν την ίδια μεταλλαγή (Gly863Ala) στο εξώνιο 17, γεγονός που οφείλεται στο φαινόμενο του “ιδρυτή” όπως έδειξε η ανάλυση απλοτύπων σε περιοχή 63 cM γύρω από το γονίδιο ABCR. Με στόχο το χαρακτηρισμό νέων γονιδίων που θα μπορούσαν να αποτελέσουν υποψήφιους θέσης για κάποιες μορφές αμφιβληστροειδοπαθειών, απομονώθηκαν τριάντα κλώνοι cDNA από βιβλιοθήκη αμφιβληστροειδή χιτώνα ανθρώπου. Δώδεκα κλώνοι (40%) εμφάνισαν ομολογία προς ήδη γνωστά γονίδια και δεν μελετήθηκαν περαιτέρω. Ένας από τους εναπομείναντες κλώνους, το cDNA 607-j15, χαρακτηρίστηκε περισσότερο διότι χαρτογραφήθηκε στην περιοχή του κεντρομεριδίου του χρωμοσώματος 8. Καθώς εκεί χαρτογραφείται και μία γενετική θέση υπεύθυνη για τη μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια αυτοσωμικού επικρατή τύπου, το cDNA 607-j15 θα μπορούσε να αποτελέσει υποψήφιο γονίδιο. Τελικά όμως, ένα άλλο γονίδιο το οποίο ονομάστηκε RP1 (retinitis pigmentosa 1) βρέθηκε υπεύθυνο γι’ αυτή την πάθηση. Η παρούσα μελέτη αποτελεί την πρώτη προσπάθεια διερεύνησης της γενετικής και μοριακής βάσης των κληρονομικών παθήσεων του αμφιβληστροειδή χιτώνα στην Ελλάδα. Τα αποτελέσματά της επιβεβαιώνουν τη μεγάλη κλινική και γενετική ετερογένεια που απαντάται σε αυτές τις παθήσεις και είναι το πρώτο βήμα για την κατανόηση των παθοφυσιολογικών μηχανισμών καθώς και των βιοχημικών μονοπατιών που ακολουθούνται.