Stamcelmodellen van het netvlies en de optische zenuw zijn gebruikt om voorheen onbekende genetische markers van glaucoom te identificeren, in onderzoek dat gezamenlijk wordt geleid door wetenschappers van het Garvan Institute of Medical Research, de Universiteit van Melbourne en het Centre for Eye Research Australia. De bevindingen openen de deur naar een nieuwe behandeling voor glaucoom, ‘s werelds belangrijkste oorzaak van permanente blindheid.
“We hebben gezien hoe de genetische oorzaken van glaucoom in afzonderlijke cellen werken en hoe ze bij verschillende mensen variëren. De huidige behandelingen kunnen het verlies van het gezichtsvermogen alleen maar vertragen, maar dit inzicht is de eerste stap in de richting van medicijnen die gericht zijn op individuele celtypen”, zegt professor Joseph Powell, mede-hoofdauteur bij de Garvan.
Het onderzoek, dat vandaag is gepubliceerd in het tijdschrift Cell Genomics, komt voort uit een langdurige samenwerking tussen Australische medische onderzoekscentra om stamcelmodellen te gebruiken om de onderliggende genetische oorzaken van gecompliceerde ziekten bloot te leggen.
Glaucoom beschadigt cellen in de oogzenuw, het deel van het oog dat licht ontvangt en naar de hersenen stuurt. Het is onmogelijk om op een niet-invasieve manier monsters te nemen van dit deel van het oog, wat het onderzoek beperkt.
In plaats daarvan namen onderzoekers, om monsters voor het onderzoek te maken, huidbiopten van deelnemers met en zonder glaucoom. De huidcellen werden opnieuw geprogrammeerd om terug te keren naar stamcellen en werden vervolgens geleid om retinale cellen te worden.
Met 110 succesvol geconverteerde monsters hebben onderzoekers meer dan 200.000 individuele cellen gesequenced om ‘moleculaire handtekeningen’ te genereren. Het vergelijken van handtekeningen met en zonder glaucoom onthulde belangrijke genetische componenten die bepalen hoe de ziekte het netvlies aanvalt.
Het bestuderen van glaucoom in netvliescellen creëerde een ‘contextspecifiek profiel’ van de extreem gecompliceerde ziekte, zegt co-hoofdauteur professor Pébay.
“We wilden zien hoe glaucoom specifiek in retinale cellen werkt – in plaats van bijvoorbeeld in een bloedmonster – zodat we de belangrijkste genetische mechanismen kunnen identificeren waarop we ons moeten richten. Evenzo moeten we weten welke genetische variaties gezond en normaal zijn, zodat we ze kunnen uitsluiten van een behandeling”, zegt ze.
In zowel gezonde als zieke monsters identificeerden onderzoekers 312 genetische varianten die verband houden met de doelcellen van het netvlies. Verdere analyse vond 97 genetische clusters die verband houden met de schade veroorzaakt door glaucoom.
De derde hoofdauteur van het onderzoek, professor Alex Hewitt, zegt dat de bevindingen de basis leggen voor onderzoek naar nieuwe glaucoombehandelingen:
“Niet alleen kunnen wetenschappers meer op maat gemaakte medicijnen ontwikkelen, maar we zouden de stamcelmodellen mogelijk kunnen gebruiken om honderden medicijnen te testen in preklinische tests. Deze methode kan ook worden gebruikt om de werkzaamheid van geneesmiddelen op een gepersonaliseerde manier te beoordelen om te beoordelen of een glaucoombehandeling effectief is voor een specifieke patiënt.”