Nowe badanie ujawnia, w jaki sposób geny wpływają na starzenie siatkówki i zdrowie mózgu

Zmiany w widzeniu są nieuniknioną konsekwencją starzenia się organizmu. Dlaczego jednak niektóre osoby są bardziej podatne na choroby oczu związane z wiekiem, a u innych proces ten przebiega znacznie łagodniej? Nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z The Jackson Laboratory (JAX) wykazało, że genetyka odgrywa kluczową rolę w procesie starzenia siatkówki, a różne uwarunkowania genetyczne prowadza do odmiennych zmian w obrębie tego narządu.

Badanie opublikowane w czasopiśmie „Molecular Neurodegeneration” dotyczyło zmian genetycznych i białkowych w siatkówkach dziewięciu różnych linii myszy, co miało na celu odzwierciedlenie genetycznej zmienności występującej u ludzi. Choć u wszystkich myszy zaobserwowano typowe objawy starzenia, to jednak ich charakter oraz nasilenie znacznie różniły się w zależności od szczepu.

Precyzyjniejsze modelowanie starzenia oka

Dotychczas badania nad starzeniem siatkówki i chorobami oczu najczęściej opierały się na pojedynczym szczepie genetycznie identycznych myszy. To znacznie ograniczało możliwości zrozumienia roli zmienności genetycznej. „Problemem w badaniach nad chorobami oczu związanymi z wiekiem jest to, że proces starzenia jest heterogeniczny” – podkreśla Gareth Howell, profesor i kierownik Katedry Badawczej im. Diany Davis Spencer ds. Jaskry w JAX, prowadzący badanie. „Obserwowanie starzenia u jednego szczepu myszy może nie mieć zastosowania do innych myszy, a tym bardziej do ludzi. Chcieliśmy zrozumieć, w jaki sposób kontekst genetyczny kieruje procesem starzenia siatkówki” – dodaje Howell.

W ramach badań Howell i jego zespół wykorzystali dziewięć linii myszy o różnych profilach genetycznych, odzwierciedlających ludzką zmienność. Analizie poddano zmiany genetyczne i molekularne u młodych i starszych osobników. Uzyskane dane są obecnie publicznie dostępne, a naukowcy mają nadzieję, że ich wyniki pomogą innym badaczom w studiowaniu procesów starzenia i utraty wzroku. Może to również poszerzyć zastosowanie oka jako biomarkera w ocenie ryzyka chorób neurologicznych.

Analizy genetyczne i białkowe przewidują choroby oczu

Jednym z najważniejszych odkryć było zidentyfikowanie dwóch linii myszy, których zmiany w siatkówce przypominają ludzkie choroby oczu. Podczas badań okulistycznych przypominających rutynowe wizyty u optometrysty stwierdzono, że linia Watkins Star Line B (WSB) wykazywała cechy zwyrodnienia plamki żółtej związanego z wiekiem (AMD) oraz barwnikowego zwyrodnienia siatkówki (retinitis pigmentosa), rzadkiej dziedzicznej choroby prowadzonej do ślepoty. Z kolei linia New Zealand Obese (NZO), znana ze skłonności do otyłości i cukrzycy, rozwinęła cechy retinopatii cukrzycowej. Analizy genetyczne i białkowe u obu szczepów przewidywały wystąpienie tych schorzeń.

„Obiecujące było to, że nasze dane molekularne przewidziały konkretne nieprawidłowości w komórkach siatkówki u tych dwóch szczepów” – powiedziała Olivia Marola, doktorantka w JAX i współautorka publikacji. „Kiedy zaobserwowaliśmy unikalne zmiany molekularne w komórkach zwojowych siatkówki NZO, faktycznie potwierdziliśmy również znaczne zmiany funkcjonalne w tych komórkach” – dodała badaczka.

Modele te pozwolą naukowcom badać progresję tych chorób oraz poszukiwać nowych terapii – wyjaśnił Michael MacLean, doktorant i współautor pracy. Ponadto mogą one pomóc innym badaczom w wyborze odpowiednich modeli mysich do badań nad starzeniem oraz w dalszym identyfikowaniu genów związanych z przyspieszonym starzeniem oczu i chorobami, takimi jak zaćma, jaskra, zwyrodnienie plamki czy retinopatia cukrzycowa.

Siatkówka jako biomarker choroby Alzheimera

Znaczenie tego badania wykracza poza okulistykę i może mieć istotne implikacje dla neurologii. Ponieważ siatkówka jest bezpośrednim przedłużeniem mózgu, zrozumienie procesu jej starzenia może dostarczyć wskazówek dotyczących chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera i inne formy otępienia.

„Oko jest kluczowym narządem, a to badanie wypełnia istotną lukę w naszej wiedzy na temat starzenia” – powiedział Howell. „Co więcej, oko stanowi okno do mózgu. Zrozumienie, jak zdrowe oko się starzeje, może doprowadzić do nowych metod wykorzystywania oczu do oceny ryzyka rozwoju chorób takich jak Alzheimer” – podsumował naukowiec.

Źródło: Molecular Neurodegeneration
DOI: 10.1186/s13024-025-00800-9