13.10.2022

Światowy Dzień Wzroku 2022

Światowy Dzień Wzroku obchodzony corocznie w drugi czwartek października to ogólnoświatowe wydarzenie mające na celu zwrócenie uwagi na ślepotę i zaburzenia widzenia. Został on pierwotnie zainicjowany przez Sight First Campaign of Lions Club International Foundation w 2000 roku. Od tego czasu został zintegrowany z VISION 2020 i jest koordynowany przez IAPB we współpracy ze Światową Organizacją Zdrowia. Każdego roku mają inne motywy z okazji Światowego Dnia Wzroku. W 2021 r. kampania „Love Your Eyes” zachęcała nas do dbania o własne zdrowie oczu i skupiła uwagę ponad miliarda ludzi na całym świecie, którzy doświadczyli utraty wzroku i nie mają dostępu do usług okulistycznych.

Wzrok odgrywa najważniejszą rolę w odkrywaniu tego pięknego świata. Oko i mózg współpracują ze sobą, aby pomóc w prawidłowych mechanizmach widzenia. Należą do nich nerwy rogówki, soczewki, siatkówki i wzroku. Rogówka jest przednią warstwą oka i działa poprzez zaginanie światła wpadającego do oka. Soczewka znajduje się za tęczówką i źrenicą i współpracuje z rogówką, skupiając światło wpadające do oka, podobnie jak kamera. Obiektyw sprawia, że ​​obraz przed Tobą jest ostry, co pozwala wyraźnie widzieć. Siatkówka znajduje się w tylnej części oka, która zamienia światło na sygnały elektryczne. Sygnały te są wysyłane do mózgu, gdzie są rozpoznawane jako obrazy, a nerw wzrokowy przekazuje sygnały elektryczne utworzone w siatkówce do mózgu. Na koniec mózg tworzy obrazy z otrzymanym sygnałem elektrycznym lub bodźcem. Komórki fotoreceptorowe biorące udział w cyklu widzenia to pręciki, w przeciwieństwie do światłoczułych komórek zwojowych. Pręciki radzą sobie głównie z niskim poziomem światła i nie pośredniczą w widzeniu kolorów. Z drugiej strony, czopki mogą kodować kolor obrazu i zawierają trzy różne typy czopków. Każdy czopek ma inną opsynę, więc będą reagować na określoną długość fali lub kolor i światło. Klasyczny cykl widzenia jest inicjowany przez konwersję pojedynczego fotonu energii świetlnej na sygnał elektryczny w siatkówce. Transdukcja sygnału zachodzi dzięki opsynie, która jest receptorem sprzężonym z białkiem G i zawiera chromofor 11-cis-siatkówkowy. Kiedy foton uderza, mechanizm fototransdukcji rozpoczyna się wraz z kilkoma mechanizmami kaskadowymi. 11-cis-retinalu ulega fotoizomeryzacji do all-trans-retinalu, co prowadzi do zmiany konformacji GPCR opsyny. Zbiorowe zmiany w potencjale receptorowym pręcików i czopków wywołane fototransdukcją wyzwalają impulsy nerwowe, które nasz mózg interpretuje jako widzenie. Po procedurze izomeryzacji i uwolnieniu z opsyny, all-trans-retinal jest redukowany do all-trans-retinolu, a następnie przenoszony do nabłonka barwnikowego siatkówki. W komórkach nabłonka barwnikowego siatkówki zachodzi kilka etapów, takich jak estryfikacja i wiele innych, które prowadzą do wytworzenia 11-cis-retinolu, który jest dalej utleniany do 11-cis-retinalu przed powrotem do fotoreceptorów, aby połączyć się z opsyną, tworząc rodopsynę.

Widzenie kręgowców jest całkowicie zależne od ciągłego dostarczania chromoforu 11-cis-retinalu. Istnieje kilka enzymów zaangażowanych w cykl widzenia, a mutacje w genach białek cyklu retinoidowego często powodują zaburzenia widzenia. Mutacja w enzymie dehydrogenazy retinolowej 5 powoduje jedynie łagodny kliniczny defekt fenotypowy w oku, ale mutacja w RPE65 powoduje ciężką chorobę zaślepienia zwaną wrodzoną ślepotą Lebera (LCA). Mutacje w genie rodopsyna są główną przyczyną barwnikowej siatkówki, w postaci autosomalnej dominującej i recesywnej barwnikowej siatkówki. Myszy z nokautem z mutacją w genie opsyny pręcikowej przestają tworzyć zewnętrzny segment pręcika i nie wykazują odpowiedzi elektroretinograficznej pręcika (ERG), ale wykazują reakcję czopków we wczesnym okresie życia i ostatecznie znikają w wieku trzech miesięcy.

Zwyrodnienie plamki żółtej Stargardta jest najczęściej dziedziczoną makulopatią występującą w młodym wieku. Objawy tej choroby zaczynają się od niewyraźnego widzenia z postępującą utratą centralnego widzenia, centralnych martwych punktów i zmniejszonej zdolności postrzegania kolorów. Charakteryzuje się nagromadzeniem pigmentu lipofuscyny w komórkach RPE, co prowadzi do degeneracji i śmierci komórek fotoreceptorowych. Choroba ta jest spowodowana głównie mutacją w genie ABCR4.

W cyklu wizualnym all-trans-retinal jest redukowany do mniej toksycznej formy all-trans-retinolu przez kilka dehydrogenaz alkoholowych, takich jak RDH8 i RDH12. Żadna mutacja w RDH8 nie została powiązana z dystrofią siatkówki u ludzi. Myszy z mutacją nokautową w genie RDH8 wykazują normalną kinetykę regeneracji rodopsyny i opóźniony powrót wrażliwości po ekspozycji na jasne światło.

Istnieją trzy sposoby leczenia choroby spowodowanej mutacjami w genach cyklu retinoidowego, które zostały dotychczas zbadane. Pierwszym z nich jest zastąpienie wadliwych genów wirusową terapią genową. Zastąpienie genu zakończyło się sukcesem w modelach organizmów myszy i psów dla LCA spowodowanej mutacją w genie RPE65. Wkrótce rozpoczną się badania kliniczne na ludziach z LCA za pośrednictwem RPE65.

Druga strategia polega na farmakologicznym zastąpieniu brakującego chromoforu. Nadaje się do chorób spowodowanych zaburzoną biogenezą chromoforu, takich jak LCA za pośrednictwem RPE65.

Jak już wspomniano, każdy enzym/białko ma swoje znaczenie w cyklu widzenia, trzecią strategią leczenia zaburzeń widzenia jest spowolnienie syntezy chromoforu poprzez zahamowanie niektórych etapów cyklu widzenia lub ograniczenie dostępności wszystkich prekursorów trans-retinolu. To podejście ma zastosowanie do chorób związanych z akumulacją toksycznych fluoroforów lipofuscyny, takich jak A2E. Poprzez częściowe wyczerpanie rodopsyny zmniejsza się ilość all-trans-retinalu uwalnianego przez ekspozycję na światło.

Oprócz nich istnieje wiele powszechnych chorób związanych ze wzrokiem, które są również główną przyczyną ślepoty i słabowidzącego we wczesnym okresie życia. Niektóre z głównych chorób to związane z wiekiem zwyrodnienie plamki żółtej, zaćma, retinopatia cukrzycowa i jaskra. Błędy refrakcji są najczęstszą chorobą oczu zgłaszaną w większości populacji. Należą do nich krótkowzroczność (krótkowzroczność), nadwzroczność (dalekowzroczność), astygmatyzm (zniekształcone widzenie na wszystkie odległości). Można je korygować za pomocą okularów, soczewek kontaktowych i laseroterapii, co jest obecnie również powszechnym podejściem. Zaćma to kolejna choroba, która jest główną przyczyną ślepoty na całym świecie. W zaćmie pacjent zaobserwował zmętnienie soczewki oka, co prowadzi do nieostrości widzenia. Można go wyleczyć za pomocą laseroterapii, ale bariery dostępu, koszty leczenia i brak świadomości w krajach rozwijających się i biednych sprawiają, że jest to jedna z poważnych przyczyn utraty wzroku. Retinopatia cukrzycowa jest częstym powikłaniem spowodowanym cukrzycą. W tej chorobie powstają nowe kruche naczynia krwionośne, które mają dość nieszczelny charakter. Retinopatia cukrzycowa zwykle dotyczy obu oczu.

W obecnej epoce istnieje kilka dróg dostarczania leków do korygowania zaburzeń widzenia lub chorób oczu za pomocą analogów retinoidów. Te potencjalnie dostępne leki retinoidowe mogą być dostarczone w postaci kropli do oczu, wstrzyknięć wewnątrzgałkowych do różnych przedziałów oka lub wstrzyknięć okołooczodołowych do tłuszczu otaczającego oko. Główną wadą w dziedzinie okulistyki jest brak wysokiej rozdzielczości obrazów siatkówki. Ale w dzisiejszych czasach pojawia się promień nadziei dzięki nowemu zastosowaniu mikroskopii dwufotonowej, która wykorzystuje wewnętrzną fluorescencję retinoidów, umożliwiając wizualizację struktur komórkowych RPE u żywych zwierząt. Wraz z dalszym rozwojem technika ta może dostarczyć nowych informacji na temat metabolizmu retinoidów i odpowiedzi na leczenie chorób oczu u ludzi.

Autorstwo: Grupa Zintegrowanej Biologii Strukturalnej