O atlas celular novo podia fornecer uma introspecção mais profunda em doenças de cegueira

Quando se trata de compreender como os neurônios conectam aos circuitos do formulário no cérebro, os cientistas por décadas giraram para a retina do rato humilde do laboratório como um organismo modelo ideal. Mas como um modelo para a visão e doenças visão-relacionadas, os ratos não são equipados simplesmente.

O problema, disse Joshua Sanes, Jeff C. Tarr professor de molecular e a biologia celular e o director do centro para a ciência de cérebro, são eles faltam uma fovea - uma área especializada pequena na retina que torna a visão central afiada possível. Entre mamíferos, somente os primatas têm uma fovea, fazendo a toda com exceção de impossível estudar tais perguntas nos ratos.

E embora a fovea foi bem examinada por décadas - os pesquisadores demonstraram a especialização funcional e estrutural em pilhas foveal - os mecanismos que causam aquelas diferenças permaneceram um mistério.

Para começar a desembaraçar esse mistério, uma equipe dos pesquisadores conduzidos por Sanes, os métodos arranjando em seqüência genéticos da alto-produção aplicada criar o primeiro atlas celular da retina do primata, e encontrar isso quando a fovea e a retina periférica compartilharem da maioria dos mesmos tipos da pilha, pilhas são encontrados em proporções diferentes em cada região, e muitas mostram testes padrões diferentes da expressão genética.

O estudo, Sanes disse ofertas uma fundação importante para que os pesquisadores construam sobre enquanto procuram compreender como a visão trabalha nos primatas, incluindo seres humanos, e como a visão pode ser interrompida pela doença. O trabalho é descrito em um papel publicado na pilha o 21 de fevereiro.

Para criar o atlas celular, Sanes e os colegas começaram com as 165.000 pilhas recolhidas das retinas dos macaques - sobre a metade de que eram as pilhas e meias foveal de que eram as pilhas periféricas - as ferramentas genéticas então usadas para separá-los em seus vários tipos.

No total, Sanes disse, a equipe identificada entre 65 e 70 separados dactilografa dentro as pilhas foveal e periféricas assim como os genes cada tipo expresso, e os resultados produziram bom e más notícias.

A boa notícia, Sanes disse, foi que igualmente veio acima com ideias sobre o que faz o special da fovea.

“Aproximadamente 90 por cento dos tipos da pilha são compartilhados, mas o que é mais dizer é que… expressa muitos genes diferentes,” Sanes disse. “Nós acreditamos que olhar aqueles genes nos ajudará a explicar muita diferença funcional entre uma pilha na fovea e uma na periferia.”

As más notícias eram, disse ele, que, quando a equipe tentou encontrar equivalentes do rato do tipo principal que envia a mensagem da fovea ao cérebro, nomeado “a pilha minúscula do gânglio,” nomeado para seu tamanho pequeno, vieram pela maior parte acima de vazio.

“Infelizmente, “os anões” são a grande maioria de pilhas foveal do gânglio,” Sanes disse. “Nós tínhamos esperado que nós encontraríamos o equivalente do rato daquelas pilhas… assim que nós poderíamos as estudar que usam todas as ferramentas que nós temos desenvolvido já, mas nós não fizemos. De modo que fosse uma decepção.”

Armado com esse atlas celular, Sanes e os colegas giraram para quase 200 genes implicados em doenças de cegueira, e encontraram que alguns, particularmente aqueles associados com o edema macular macular da degeneração e do diabético, estão expressados nas pilhas foveal - um indício tentativo para porque tais doenças efectuam a fovea. O macula é uma região ligeira maior da retina com a fovea em seu centro assim que “este teste padrão faz o sentido,” diz Sanes.

“Por exemplo, nós encontramos que um gene macular da susceptibilidade da degeneração está expressado a níveis substancialmente mais altos nas hastes e em cones foveal do que nas hastes e em cones periféricos,” Sanes disse. “Que pode ser relacionado ao facto de que é uma doença macular. Similarmente para o edema macular do diabético, nós encontramos dois genes da susceptibilidade expressados a níveis mais altos nos vasos sanguíneos na fovea do que a periferia. Estas duas doenças estão entre as causas de condução da cegueira nos E.U. e em muito do mundo.

“Nós igualmente tomamos aqueles genes de volta ao atlas celular do rato, e não foram expressados nem foram expressados em muitos casos em pilhas diferentes,” Sanes continuaram. “Que sugere aquele, no mínimo alguns destas doenças, olhando como um gene está actuando nos ratos não pode muito dizer, porque não pode ser expressado nas mesmas pilhas.”

Ir para a frente, Sanes disse, o atlas celular poderia servir como um recurso valioso ambos para os estudos centrados sobre doenças específicas assim como perguntas da ciência básica.

“No lado da doença, apenas tendo este conhecimento nós podemos poder pensar sobre melhores tratamentos,” Sanes disse. “Esta podia igualmente ser uma fundação para olhar o material patológico. Nós estamos colaborando com os povos que depositaram os olhos ao longo dos anos para as várias finalidades, que os meios nós poderiam começar a testar hipóteses - assim se nós pensamos talvez os povos com glaucoma estão faltando algum tipo da pilha ou a expressão de um gene é demasiado baixa ou demasiado alta, nós podemos testar isso.

“No lado da investigação básica, nós podemos tomar um gene que nós podemos ter a razão pensar poderíamos jogar um papel nas diferenças fisiológicos nas pilhas e para o pôr em uma pilha do rato e para ver se muda as propriedades dessa pilha,” continuou. “Isto dar-nos-á um avanço grande como nós olhamos para responder este ao tipo das perguntas.”

Source: https://news.harvard.edu/gazette/story/2019/02/harvard-researchers-explore-macular-degeneration-through-a-new-lens/