Επαναστατική χαρτογράφηση: οι χρωστικές της όρασης σε δράση

Οι χρωστικές της όρασης αποκαλύφθηκαν για πρώτη φορά σε πλήρη, ενεργή δράση από διεθνή ομάδα επιστημόνων. Η τρισδιάστατη απεικόνιση των τριών πρωτεϊνών που μας επιτρέπουν να βλέπουμε χρώματα ανοίγει τον δρόμο για νέες θεραπείες σε κληρονομικές και επίκτητες παθήσεις των ματιών.

Οι χρωστικές της όρασης αποκαλύφθηκαν για πρώτη φορά σε πλήρη, ενεργή δράση από διεθνή ομάδα επιστημόνων. Ερευνητές από τη Γερμανία και την Κίνα χαρτογράφησαν με ακρίβεια τις τρεις φωτοευαίσθητες πρωτεΐνες που μας δίνουν την έγχρωμη όραση, προσφέροντας κρίσιμες γνώσεις για μελλοντικές θεραπείες οφθαλμικών παθήσεων.

Διαφήμιση

Τι νέο μάθαμε για τις χρωστικές της όρασης;

Η μελέτη πραγματοποιήθηκε στη Charité του Βερολίνου σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο Nanchang. Οι επιστήμονες κατάφεραν, για πρώτη φορά, να «δουν» τη μοριακή δομή και των τριών ανθρώπινων χρωστικών πρωτεϊνών ενώ αυτές βρίσκονται σε ενεργή κατάσταση, δηλαδή τη στιγμή που μετατρέπουν το φως σε νευρικό σήμα.

Στον αμφιβληστροειδή μας υπάρχουν περίπου 6 εκατομμύρια κωνία, κύτταρα που περιέχουν τρεις τύπους οψινών – τις πρωτεΐνες που αντιλαμβάνονται το μπλε, το πράσινο και το κόκκινο φως. Ο εγκέφαλος συνδυάζει τα σήματά τους και έτσι μπορούμε να ξεχωρίζουμε εκατοντάδες αποχρώσεις, από το απαλό ροζ μέχρι το βαθύ μπλε.

Κλειδί στη διαδικασία είναι το ρετινάλ, παράγωγο της βιταμίνης Α, που «κάθεται» πάνω στις οψίνες. Όταν πέσει φως, το ρετινάλ αλλάζει σχήμα, αναδιαμορφώνει την πρωτεΐνη και πυροδοτεί μια αλυσίδα χημικών αντιδράσεων μέσω μιας πρωτεΐνης G, που τελικά μεταφράζονται σε εικόνα χρώματος στον εγκέφαλο.

Πώς «φωτογράφισαν» οι επιστήμονες τις πρωτεΐνες σε δράση;

Οι οψίνες είναι σπάνιες και εξαιρετικά δύσκολες στην απομόνωση, γι’ αυτό και η δομή τους παρέμενε μυστήριο επί δεκαετίες. Η ομάδα κατάφερε να τις παράγει σε καλλιέργειες κυττάρων, να τις ενεργοποιήσει με φως, να τις απομονώσει και να τις καταψύξει αστραπιαία σε περίπου -150 βαθμούς Κελσίου, «παγώνοντάς» τες στην ενεργή τους μορφή.

Με τη βοήθεια της κρυοηλεκτρονικής μικροσκοπίας, μιας τεχνικής υπερυψηλής ανάλυσης, κατέγραψαν χιλιάδες εικόνες και ανακατασκεύασαν την τρισδιάστατη δομή των πρωτεϊνών. Διαπίστωσαν ότι η οψίνη του μπλε φωτός μοιάζει πολύ με τη ροδοψίνη, την πρωτεΐνη των ραβδίων που μας επιτρέπει ασπρόμαυρη όραση στο σκοτάδι.

Αντίθετα, οι οψίνες που «βλέπουν» πράσινο και κόκκινο φως έχουν σημαντικές δομικές διαφορές, ειδικά στα αμινοξέα που περιβάλλουν το ρετινάλ. Αυτές οι διαφορές εξηγούν γιατί κάθε χρωστική της όρασης είναι ευαίσθητη σε διαφορετικό μήκος κύματος, άρα και σε διαφορετικό χρώμα.

Οι οψίνες ανήκουν στην οικογένεια των υποδοχέων GPCR, μια από τις πιο σημαντικές κατηγορίες πρωτεϊνών-στόχων για σύγχρονα φάρμακα. Η λεπτομερής γνώση της δομής τους μπορεί να βοηθήσει στην κατανόηση γενετικών μεταλλάξεων που οδηγούν σε διαταραχές της όρασης, όπως ορισμένες μορφές αχρωματοψίας ή εκφυλιστικές παθήσεις του αμφιβληστροειδούς.

Η ίδια ομάδα σχεδιάζει τώρα να μελετήσει τη μελανοψίνη, άλλη μια φωτοευαίσθητη πρωτεΐνη του αμφιβληστροειδούς. Αυτή δεν σχετίζεται με την αντίληψη χρώματος, αλλά ρυθμίζει τον κιρκάδιο ρυθμό και τον κύκλο ύπνου-αφύπνισης, συνδέοντας άμεσα το φως με το βιολογικό μας ρολόι.

Τι σημαίνει αυτό για εσάς

Για έναν Έλληνα ασθενή με κληρονομικά προβλήματα όρασης, τα νέα αυτά είναι ένα σημαντικό βήμα προς πιο στοχευμένες θεραπείες στο μέλλον, όπως γονιδιακές ή φαρμακευτικές παρεμβάσεις που θα διορθώνουν συγκεκριμένα ελαττώματα στις χρωστικές της όρασης. Δεν αλλάζει άμεσα την καθημερινή κλινική πρακτική, αλλά χτίζει το επιστημονικό υπόβαθρο για να υπάρξουν τέτοιες θεραπείες.

Για όσους ανησυχούν για την υγεία των ματιών τους, η έρευνα υπενθυμίζει πόσο κρίσιμη είναι η βιταμίνη Α και η συνολική φροντίδα του αμφιβληστροειδούς μέσω τακτικού ελέγχου από οφθαλμίατρο, ειδικά σε άτομα με οικογενειακό ιστορικό οφθαλμικών παθήσεων. Στο μέλλον, τα ελληνικά νοσοκομεία και πανεπιστήμια θα μπορούν να αξιοποιήσουν αυτές τις γνώσεις για πιο ακριβή γενετικό έλεγχο και συμμετοχή σε διεθνείς κλινικές δοκιμές.

Σχόλιο : Η χαρτογράφηση των χρωστικών της όρασης δείχνει πού πρέπει να στραφεί και η ελληνική ερευνητική κοινότητα: σε συνεργασίες με κέντρα αιχμής και σε επενδύσεις σε τεχνολογίες όπως η κρυοηλεκτρονική μικροσκοπία. Για το ΕΣΥ, η επόμενη πρόκληση θα είναι να ενσωματώσει εξειδικευμένη γενετική διάγνωση σε οφθαλμολογικά κέντρα, ώστε οι Έλληνες ασθενείς να μην αναγκάζονται να αναζητούν τέτοιες υπηρεσίες στο εξωτερικό.

Πηγή: iatronet.gr

#Όραση #Μάτια #Οφθαλμολογία #Έρευνα #Γονίδια