АНИРИДИЯ
Ген PAX6
Врожденная PAX6 аниридия
на сайте rodsandcones.ru
Врожденная PAX6 аниридия.
Лекция для врачей на сайте rodsandcones.ru. Татьяна Кулакова, врач-офтальмолог, специалист по редким и наследственным заболеваниям, делится своими знаниями и опытом.
PAX6 — это ген, который играет ключевую роль в развитии врожденной аниридии. Это состояние, характеризующееся отсутствием радужной оболочки глаза с самого рождения. В обычных условиях радужка отвечает за формирование зрачка, который регулирует поток света в глаз и уменьшает искажения, делая изображение более четким. Кроме того, она определяет цвет глаз. К сожалению, не все родители сразу замечают, что у их новорожденного ребенка отсутствует радужка. Обычно они обращают внимание на неестественное движение глаз — нистагм, задержку слежения и необычный черный цвет глаз, и только потом диагностируют аниридию. PAX6 регулирует работу других генов и функционирует во многих органах и тканях, что делает его важным звеном в процессе развития человеческого организма.
Большинство случаев аниридии являются вновь возникшими. PAX6 — один из самых известных и консервативных генов, присутствующий у многих животных и играющий ключевую роль в развитии глаз. Его активность была замечена и в других органах.
Для нормального развития глаза, по-видимому, необходимо, чтобы обе копии гена PAX6 функционировали должным образом. Если мутация происходит только в одном из генов, наблюдается полная клиническая картина врожденной аниридии. Случаи мутаций в обоих генах одновременно не описаны, возможно, из-за того, что такие плоды не развиваются, и беременность становится невозможной.
Нормальная работа гена PAX6 необходима для правильного формирования глаза во время эмбриогенеза. Однако он нужен не только внутриутробно. В противном случае при врожденной аниридии мы имели бы только те проблемы, с которыми ребенок родился. Все патологии, связанные с мутацией PAX6, оставались бы неизменными и не возникали бы новые.
Роговица
Роговица — это самая передняя прозрачная оболочка глаза, которая также страдает при врожденной аниридии. Офтальмологи называют это состояние кератопатией, подразумевая наличие патологии. Термин «кератопатия» не уточняет, какая именно патология роговицы имеется. Обычно так называют любую невоспалительную патологию роговицы, как правило, генетической природы. Кератопатию, связанную с аниридией, часто называют ассоциированной с ней.
Роговица покрыта слоем клеток, известным как эпителий. Этот слой выполняет различные функции в организме, отличаясь от эпителия других органов, таких как кожа и кишечник.
Роговичный эпителий состоит из нескольких слоев, которые делают его гладким, прозрачным и прочным. Он постоянно обновляется, что обеспечивает его здоровье и целостность. Поверхностные клетки отмирают, а новые, из глубоких слоев, активно делятся, чтобы заполнить бреши. Продолжительность жизни клетки эпителия роговицы у человека составляет около 10 дней.
Край роговицы называется лимб, и здесь находится зона, где образуются новые клетки эпителия роговицы. Из этих клеток формируются не только клетки эпителия роговицы, а также создается запас стволовых клеток, которые могут понадобиться при ускоренном обновлении.
При аниридии, генетическом нарушении, в зоне лимба не образуется достаточное количество стволовых клеток. Это приводит к постепенному накоплению повреждений: сначала появляются едва заметные изменения эпителия роговицы, которые могут перерасти в грубые нарушения ее структуры.
Для полноценного формирования стволовых клеток лимбального эпителия необходимо нормальное функционирование гена PAX6. При его недостаточности не происходит нормальной дифференциации кератоцитов- клеток эпителия.
На начальной стадии кератопатии изменения в роговице могут быть едва заметны или вовсе отсутствовать. Они могут не давать видимой картины на протяжении некоторого времени, особенно если осмотр ребенка затруднен.
.Нарушение дифференциации клеток приводит к изменению окружения для вновь создаваемого эпителия роговицы, что делает нарастание нормального эпителия почти невозможным.
Большинство случаев аниридии являются вновь возникшими. PAX6 — один из самых известных и консервативных генов, присутствующий у многих животных и играющий ключевую роль в развитии глаз. Его активность была замечена и в других органах.
Для нормального развития глаза, по-видимому, необходимо, чтобы обе копии гена PAX6 функционировали должным образом. Если мутация происходит только в одном из генов, наблюдается полная клиническая картина врожденной аниридии. Случаи мутаций в обоих генах одновременно не описаны, возможно, из-за того, что такие плоды не развиваются, и беременность становится невозможной.
Нормальная работа гена PAX6 необходима для правильного формирования глаза во время эмбриогенеза. Однако он нужен не только внутриутробно. В противном случае при врожденной аниридии мы имели бы только те проблемы, с которыми ребенок родился. Все патологии, связанные с мутацией PAX6, оставались бы неизменными и не возникали бы новые.
Роговица
Роговица — это самая передняя прозрачная оболочка глаза, которая также страдает при врожденной аниридии. Офтальмологи называют это состояние кератопатией, подразумевая наличие патологии. Термин «кератопатия» не уточняет, какая именно патология роговицы имеется. Обычно так называют любую невоспалительную патологию роговицы, как правило, генетической природы. Кератопатию, связанную с аниридией, часто называют ассоциированной с ней.
Роговица покрыта слоем клеток, известным как эпителий. Этот слой выполняет различные функции в организме, отличаясь от эпителия других органов, таких как кожа и кишечник.
Роговичный эпителий состоит из нескольких слоев, которые делают его гладким, прозрачным и прочным. Он постоянно обновляется, что обеспечивает его здоровье и целостность. Поверхностные клетки отмирают, а новые, из глубоких слоев, активно делятся, чтобы заполнить бреши. Продолжительность жизни клетки эпителия роговицы у человека составляет около 10 дней.
Край роговицы называется лимб, и здесь находится зона, где образуются новые клетки эпителия роговицы. Из этих клеток формируются не только клетки эпителия роговицы, а также создается запас стволовых клеток, которые могут понадобиться при ускоренном обновлении.
При аниридии, генетическом нарушении, в зоне лимба не образуется достаточное количество стволовых клеток. Это приводит к постепенному накоплению повреждений: сначала появляются едва заметные изменения эпителия роговицы, которые могут перерасти в грубые нарушения ее структуры.
Для полноценного формирования стволовых клеток лимбального эпителия необходимо нормальное функционирование гена PAX6. При его недостаточности не происходит нормальной дифференциации кератоцитов- клеток эпителия.
На начальной стадии кератопатии изменения в роговице могут быть едва заметны или вовсе отсутствовать. Они могут не давать видимой картины на протяжении некоторого времени, особенно если осмотр ребенка затруднен.
.Нарушение дифференциации клеток приводит к изменению окружения для вновь создаваемого эпителия роговицы, что делает нарастание нормального эпителия почти невозможным.
PAX6 в кинематографе
В этой статье мы говорим о гене PAX6, который играет важную роль в развитии зрения. Интересно, что этот ген упоминается в художественном фильме «Я начало» (I Origins, USA, 2014), где он становится центром захватывающего сюжета. В этом фильме не столько важна биологическая точность, сколько художественный замысел, чтобы удержать зрителя в напряжении.
Молодой ученый Иэн Грэй (Майкл Питт) проводит исследования, чтобы доказать эволюционный характер развития глаза. Он стремится найти ступени, которые ведут от примитивных фоторецепторных клеток к современному глазу человека. В процессе поиска он говорит своей коллеге Карен, что глаз эволюционировал от простого к сложному, и в этом процессе ключевую роль играет ген PAX6.
Эта идея не нова, но она совершенно верна: если почти у каждого зрячего животного на Земле есть ген PAX6 (или его близкие аналоги), то, вероятно, наши глаза имеют общий источник происхождения — какое-то животное, у которого впервые возникла фоторецепторная клетка. Даже несмотря на то, что у разных животных глаза такие разные, они все связаны общим корнем.
Доктор Иэн выдвигает гипотезу, что у незрячих животных не может быть гена PAX6, так как без глаза нет смысла регулировать его развитие. Если бы удалось найти незрячее животное с геном PAX6, это могло бы свидетельствовать о том, что развитие глаза началось с нуля, и показать, что источник зрения появился до появления глаза, а ген PAX6 уже был до фоторецепторных клеток. О чем это могло бы говорить? Я не знаю. Его помощница Карен начинает поиск.
Отступлю от художественного замысла и скажу, что у незрячих беспозвоночных, таких как кораллы (да-да, кораллы тоже животные!), имеется сразу четыре аналога гена PAX6. Однако это не противоречит идее авторов фильма, поскольку кораллы, вероятно, имели зрячего предка, а в фильме стояла задача найти начало эволюции. В итоге герои находят представителя червей без зрения, но при секвенировании его генома обнаруживают наличие гена PAX6. Герои делают выводы, которые нельзя назвать однозначными.
Мы не стремимся к абсолютной точности, но как зрители нам важен сюжет, который в данном случае можно охарактеризовать как мистический. Основная сюжетная линия фильма разворачивается вокруг увлечения доктора Иэна Грея изучением рисунка радужки у разных людей и его связи с возможной реинкарнацией.
Молодой ученый Иэн Грэй (Майкл Питт) проводит исследования, чтобы доказать эволюционный характер развития глаза. Он стремится найти ступени, которые ведут от примитивных фоторецепторных клеток к современному глазу человека. В процессе поиска он говорит своей коллеге Карен, что глаз эволюционировал от простого к сложному, и в этом процессе ключевую роль играет ген PAX6.
Эта идея не нова, но она совершенно верна: если почти у каждого зрячего животного на Земле есть ген PAX6 (или его близкие аналоги), то, вероятно, наши глаза имеют общий источник происхождения — какое-то животное, у которого впервые возникла фоторецепторная клетка. Даже несмотря на то, что у разных животных глаза такие разные, они все связаны общим корнем.
Доктор Иэн выдвигает гипотезу, что у незрячих животных не может быть гена PAX6, так как без глаза нет смысла регулировать его развитие. Если бы удалось найти незрячее животное с геном PAX6, это могло бы свидетельствовать о том, что развитие глаза началось с нуля, и показать, что источник зрения появился до появления глаза, а ген PAX6 уже был до фоторецепторных клеток. О чем это могло бы говорить? Я не знаю. Его помощница Карен начинает поиск.
Отступлю от художественного замысла и скажу, что у незрячих беспозвоночных, таких как кораллы (да-да, кораллы тоже животные!), имеется сразу четыре аналога гена PAX6. Однако это не противоречит идее авторов фильма, поскольку кораллы, вероятно, имели зрячего предка, а в фильме стояла задача найти начало эволюции. В итоге герои находят представителя червей без зрения, но при секвенировании его генома обнаруживают наличие гена PAX6. Герои делают выводы, которые нельзя назвать однозначными.
Мы не стремимся к абсолютной точности, но как зрители нам важен сюжет, который в данном случае можно охарактеризовать как мистический. Основная сюжетная линия фильма разворачивается вокруг увлечения доктора Иэна Грея изучением рисунка радужки у разных людей и его связи с возможной реинкарнацией.
Кератопатия может проявляться в разной степени как на обоих глазах, так и в пределах одной роговицы. Вязкие и увлажняющие капли помогают защитить эпителий роговицы от разрушения, поэтому их рекомендуется применять даже в тех случаях, когда нет явных клинических признаков кератопатии.
Из-за кератопатии при аниридии лучше полностью отказаться от идеи использования контактных линз с нарисованной радужкой. Обычно её высказывают доктора, которые не углублялись в изучение аниридии.
Сам факт отсутствия зрачка не является основным фактором, способствующим снижению зрения. Это подтверждается тем, что при врожденной аниридии, не связанной с мутацией в гене PAX6, острота зрения может быть нормальной и даже очень высокой. Это свидетельствует о том, что отсутствие радужки, хоть и даёт название заболеванию, не является самой серьёзной проблемой.
Зрение при аниридии обычно снижено из-за гипоплазии фовеолы (это патология развития небольшой области на сетчатке глаза, мы ещё вернёмся к этой проблеме при обсуждении людей с альбинизмом), нистагма, уменьшения размеров зрительного нерва и проблем, которые присоединяются в течение жизни: глаукомы, катаракты и кератопатии.
Отсутствие радужки всё же беспокоит некоторых врачей и родителей детей с аниридией. Это толкает многих на поиск клиник, где можно установить искусственную радужку. К сожалению, имплантации искусственных радужек связаны с рисками, которые могут быть очень серьёзными. У пациентов с врождённой PAX6-аниридией наблюдаются выраженные рубцевание и пролиферация при хирургических вмешательствах, поэтому имплантация искусственной радужки остаётся рискованным делом.
Тем не менее, FDA (агентство Министерства здравоохранения и социальных служб США) выдало разрешение на использование искусственной радужки при врождённой аниридии, хотя и с многочисленными оговорками. Это решение критикуется многими врачами, особенно теми, кто занимается этой проблемой, из-за опасений реализации рисков, связанных с имплантацией искусственной радужки.
Автор этих строк не рекомендует использовать искусственную радужку при аниридии, связанной с PAX6. В анонсе FDA содержится множество оговорок, которые сложно отмести в случае, если аниридия вызвана мутацией PAX6.
Я считаю, что обсуждение этой темы ещё не закончено, и взгляды на неё будут меняться. Отсутствие радужки как таковой не является основной проблемой пациентов с аниридией, а сама имплантация крайне рискованна. Это должны понять родители детей с аниридией и не торопиться с решением.
Если вас ориентируют на имплантацию искусственной радужки, я призываю вас выслушать мнение специалистов, которые профессионально занимаются этим вопросом. Это большая проблема в коммуникации, когда пациент думает, что решает основную проблему, а она кроется совсем в другом.
Из-за кератопатии при аниридии лучше полностью отказаться от идеи использования контактных линз с нарисованной радужкой. Обычно её высказывают доктора, которые не углублялись в изучение аниридии.
Сам факт отсутствия зрачка не является основным фактором, способствующим снижению зрения. Это подтверждается тем, что при врожденной аниридии, не связанной с мутацией в гене PAX6, острота зрения может быть нормальной и даже очень высокой. Это свидетельствует о том, что отсутствие радужки, хоть и даёт название заболеванию, не является самой серьёзной проблемой.
Зрение при аниридии обычно снижено из-за гипоплазии фовеолы (это патология развития небольшой области на сетчатке глаза, мы ещё вернёмся к этой проблеме при обсуждении людей с альбинизмом), нистагма, уменьшения размеров зрительного нерва и проблем, которые присоединяются в течение жизни: глаукомы, катаракты и кератопатии.
Отсутствие радужки всё же беспокоит некоторых врачей и родителей детей с аниридией. Это толкает многих на поиск клиник, где можно установить искусственную радужку. К сожалению, имплантации искусственных радужек связаны с рисками, которые могут быть очень серьёзными. У пациентов с врождённой PAX6-аниридией наблюдаются выраженные рубцевание и пролиферация при хирургических вмешательствах, поэтому имплантация искусственной радужки остаётся рискованным делом.
Тем не менее, FDA (агентство Министерства здравоохранения и социальных служб США) выдало разрешение на использование искусственной радужки при врождённой аниридии, хотя и с многочисленными оговорками. Это решение критикуется многими врачами, особенно теми, кто занимается этой проблемой, из-за опасений реализации рисков, связанных с имплантацией искусственной радужки.
Автор этих строк не рекомендует использовать искусственную радужку при аниридии, связанной с PAX6. В анонсе FDA содержится множество оговорок, которые сложно отмести в случае, если аниридия вызвана мутацией PAX6.
Я считаю, что обсуждение этой темы ещё не закончено, и взгляды на неё будут меняться. Отсутствие радужки как таковой не является основной проблемой пациентов с аниридией, а сама имплантация крайне рискованна. Это должны понять родители детей с аниридией и не торопиться с решением.
Если вас ориентируют на имплантацию искусственной радужки, я призываю вас выслушать мнение специалистов, которые профессионально занимаются этим вопросом. Это большая проблема в коммуникации, когда пациент думает, что решает основную проблему, а она кроется совсем в другом.