Utilizzando la tomografia crioelettronica, i ricercatori hanno scoperto i meccanismi molecolari alla base delle mutazioni all'interno dell'occhio che portano alla cecità.

La ricerca rivela, a livello molecolare, determinanti strutturali chiave dell'architettura della membrana altamente specializzata del segmento esterno dell'asta (ROS) dell'occhio, che è strumentale alla vista.

Lo studio fornisce una comprensione dei meccanismi alla base delle patologie di alcune mutazioni geniche. È stato dimostrato che queste mutazioni, che si trovano all'interno dei geni che codificano per le proteine ​​strutturali chiave nella membrana dei ROS, portano alla cecità.

"I nostri risultati indicano che queste mutazioni genetiche potrebbero impedire o impedire completamente la morfogenesi del disco che, a sua volta, interromperebbe l'integrità strutturale dei ROS, comprometterebbe la vitalità della retina e, infine, porterebbe alla cecità", afferma Krzysztof Palczewski, professore di oftalmologia presso l'Università della California, Irvine School of Medicine e corrispondente autore dello studio in eLife.

Viabilità della retina

“Questo studio ci dà un'idea di come la fattibilità del retina è compromesso da malattie, come la retinite pigmentosa e la malattia di Stargardt, che colpiscono le proteine ​​strutturali inclusa la periferia dell'ABCA4. Forti di questi dati, ora possiamo puntare a nuovi approcci terapeutici volti a trattare o potenzialmente curare la cecità".

L'ultrastruttura altamente ordinata di ROS è stata descritta più di cinque anni fa, tuttavia la sua organizzazione a livello molecolare è rimasta poco conosciuta, fino ad ora. Utilizzando la tomografia crioelettronica (crio-ET) e un nuovo metodo di preparazione del campione, i ricercatori sono stati in grado di ottenere immagini di ROS a risoluzione molecolare.

"Cryo-ET ci ha permesso di visualizzare le strutture del disco del cerchio e di valutare quantitativamente i connettori tra i dischi che rivelano il paesaggio molecolare nei ROS, compresi i connettori tra le membrane dei dischi ROS", ha spiegato Palczewski.

"Con queste informazioni, siamo in grado di affrontare questioni aperte riguardanti l'impilamento del disco ravvicinato e l'elevata curvatura della membrana sui bordi del disco, che sono caratteristiche strutturali specializzate ed essenziali dei ROS".

La ricerca in corso, compresi gli studi che coinvolgono gli esseri umani, è necessaria per testare queste nuove scoperte. Tuttavia, indicazioni preliminari sono che molto probabilmente coinvolgeranno nuovi approcci terapeutici editing gene tecnologie, piuttosto che aumento genico o interventi farmacologici.

Altri ricercatori della UC Irvine e del Max-Planck Institute of Biochemistry hanno contribuito al lavoro.

Il supporto per la ricerca è arrivato dal programma CIFAR Molecular Architecture of Life, dal National Institutes of Health e dall'organizzazione Research to Prevent Blindness.

Fonte: UC Irvine