Οι επιστήμονες αποκτούν σαφέστερη άποψη για τον τρόπο ταξινόμησης των πρωτεϊνών των ματιών φακών
Οι επιστήμονες έχουν αποκτήσει μια σαφέστερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι πρωτεΐνες ταξινομούνται μέσα στο φακό των ματιών, χάρη σε μια νέα μελέτη που φωτίζει τους μοριακούς μηχανισμούς που εμπλέκονται σε αυτή την κρίσιμη διαδικασία. Τα ευρήματα θα μπορούσαν να έχουν συνέπειες για την κατανόηση και τη θεραπεία του καταρράκτη, την κύρια αιτία απώλειας όρασης παγκοσμίως.
Ο φακός των ματιών είναι μια διαφανής, ευέλικτη δομή που βρίσκεται πίσω από την ίριδα και τον μαθητή. Διαδραματίζει ζωτικό ρόλο στην εστίαση του φωτός στον αμφιβληστροειδή, επιτρέποντάς μας να δούμε σαφώς σε διαφορετικές αποστάσεις. Ο φακός αποτελείται από εξειδικευμένα κύτταρα που ονομάζονται κύτταρα ινών φακού, τα οποία περιέχουν υψηλή συγκέντρωση πρωτεϊνών γνωστών ως κρυσταλίνες.
Οι κρυσταλλινές είναι υπεύθυνες για τη διαφάνεια και τις διαθλαστικές ιδιότητες του φακού. Συνεχίζονται στα επιθηλιακά κύτταρα του φακού και στη συνέχεια μεταφέρονται στα κύτταρα ινών του φακού, όπου είναι διατεταγμένα με πολύ οργανωμένο τρόπο για να εξασφαλίσουν τη βέλτιστη μετάδοση φωτός.
Τα ελαττώματα στη διαλογή και τη διάταξη των κρυσταλλινών μπορούν να οδηγήσουν στον σχηματισμό καταρράκτη, που χαρακτηρίζονται από μια θολότητα του φακού που εμποδίζει την όραση. Η κατανόηση του τρόπου ταξινόμησης των κρυσταλλινών είναι επομένως απαραίτητη για την ανάπτυξη αποτελεσματικών θεραπειών για καταρράκτες.
Στη νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Communications, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, το Σαν Φρανσίσκο (UCSF) χρησιμοποίησαν ένα συνδυασμό προηγμένων τεχνικών απεικόνισης και βιοχημικών δοκιμασιών για τη διερεύνηση των μοριακών μηχανισμών που αποτελούν τη διαλογή κρυσταλλίνης.
Επικεντρώθηκαν σε μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη που ονομάζεται CP49, η οποία εμπλέκεται στη διακίνηση κρυσταλλινών από τα επιθηλιακά κύτταρα του φακού στα κύτταρα των ινών του φακού. Χρησιμοποιώντας μικροσκοπία υπερ-ανάλυσης, οι ερευνητές απεικόνισαν τον εντοπισμό και τη δυναμική του CP49 σε πραγματικό χρόνο.
Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν ότι το CP49 σχηματίζει δυναμικά σύμπλοκα με κρυσταλίνες και άλλες πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην ενδοκυτταρική μεταφορά. Αυτά τα σύμπλοκα κινούνται κατά μήκος των μικροσωληνίσκων, κυτταρικών δομών που χρησιμεύουν ως αυτοκινητόδρομοι για ενδοκυτταρική μεταφορά, προς τα κύτταρα ινών φακού.
Περαιτέρω ανάλυση έδειξε ότι η αλληλεπίδραση μεταξύ CP49 και κρυσταλλινών ρυθμίζεται από μια συγκεκριμένη μετα-μεταφραστική τροποποίηση που ονομάζεται φωσφορυλίωση. Η φωσφορυλίωση είναι η προσθήκη μιας φωσφορικής ομάδας σε μια πρωτεΐνη, η οποία μπορεί να μεταβάλει τη δομή και τη λειτουργία της.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η φωσφορυλίωση του CP49 από ένα συγκεκριμένο ένζυμο, η πρωτεϊνική κινάση Α (ΡΚΑ), ενισχύει την αλληλεπίδραση μεταξύ CP49 και κρυσταλλινών, προωθώντας την αποτελεσματική μεταφορά τους στα κύτταρα των ινών του φακού.
"Η μελέτη μας παρέχει νέες ιδέες για τους μοριακούς μηχανισμούς που διέπουν τη διαλογή κρυσταλλινών μέσα στο φακό των ματιών", δήλωσε ο Δρ Michael Bonaguidi, ανώτερος συγγραφέας της μελέτης. "Η κατανόηση αυτών των μηχανισμών θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων θεραπευτικών στρατηγικών για καταρράκτες και άλλες διαταραχές που σχετίζονται με το φακό".
Τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι η στόχευση της αλληλεπίδρασης CP49-κρυσταλλίνης ή η φωσφορυλίωση του CP49 θα μπορούσε να είναι πιθανές οδούς για τη θεραπεία του καταρράκτη. Απαιτούνται περαιτέρω έρευνες για τη διερεύνηση αυτών των δυνατοτήτων και τη μετάφραση των ευρημάτων σε κλινικές εφαρμογές.
