Meer inzicht in defecten van netvliescellen in het oog

Onderzoekers van het Radboudumc hebben met internationale collega’s de opbouw van lichtgevoelige segmenten in de staafjes en kegeltjes van ons netvlies opgehelderd. Het door hen ‘PCARE’ genoemde eiwit dirigeert dit complexe proces, schrijven ze in PNAS USA. Deze nieuwe inzichten kunnen sterk bijdragen aan de gerichte ontwikkeling van nieuwe therapieën tegen oogziekten.

In 2010 publiceerde geneticus Rob Collin dat DNA-veranderingen in het C2orf71-gen de erfelijke oogziekte retinitis pigmentosa (RP) konden veroorzaken. Deze aandoening van het netvlies zorgt ervoor dat patiënten geleidelijk slechtziend, en in sommige gevallen zelfs blind kunnen worden. “Er was op dat moment echter zeer weinig bekend over het eiwit dat wordt gecodeerd door het C2orf71-gen”, zegt Collin. “Ook niet wat de rol van dit eiwit was in de lichtgevoelige staafjes en kegeltjes van het netvlies.”

Licht omzetten in elektrische signalen
Drie jaar later begon Julio Corral-Serrano, eerste auteur van het PNAS-artikel, in kaart te brengen welke andere netvlieseiwitten aan het C2orf71-eiwit konden binden. Eiwitten die aan elkaar binden vervullen namelijk vaak vergelijkbare moleculaire functies. “We vonden een aantal eiwitten waarvan bekend is dat ze betrokken zijn bij de opbouw van de lichtgevoelige segmenten van de kegeltjes en staafjes in ons netvlies”, zegt geneticus Ronald Roepman, die met Collin het onderzoek coördineerde. “Deze segmenten zijn opgebouwd uit membraanschijven die netjes en uiterst nauwkeurig op elkaar gestapeld worden, als een enorme stapel perfecte pannenkoeken. Iedere schijf bevat de onderdelen die er samen voor zorgen dat licht wordt omgezet in elektrische signalen, die vervolgens naar de hersenen gaan en daar in beelden worden omgezet. Maar over hoe de vorming van die lichtgevoelige schijven gereguleerd wordt, was heel weinig bekend.”

Een ‘logistiek’ eiwit
Uit het onderzoek werd duidelijk dat het C2orf71-eiwit juist bij dit proces van opbouw betrokken was. Het eiwit brengt in de staafjes en kegeltjes de verschillende eiwitten samen op de juiste plek én het juiste tijdstip. Dankzij die ‘logistieke’ acties van het C2orf71-eiwit kan vervolgens een ander eiwit, ‘actine’, de schijven hun karakteristieke vorm geven. Deze ontdekkingen hebben ertoe geleid dat de onderzoekers het C2orf71-gen en -eiwit een andere naam hebben gegeven die de functie beter aangeeft. C2orf71 is PCARE geworden; een afkorting van ‘photoreceptor ciliary actin regulator’. In patiënten met mutaties in PCARE is deze regulering verstoord, en daarmee de opbouw van de lichtgevoelige segmenten, wat leidt tot RP.

Nieuw onderzoek en behandelingen?
Voor een zo uitvoerig mogelijke bewijsvoering werden veel extra experimenten uitgevoerd, onder andere in internationale samenwerking. “Steeds opnieuw ondersteunden de resultaten onze hypothese”, zegt Roepman, “waardoor we dit belangrijke onderzoek nu in PNAS hebben kunnen publiceren.” De verworven inzichten geven ook aanleiding tot nieuwe onderzoeksrichtingen en mogelijk ook nieuwe behandelmogelijkheden. Collin: “Nu we beter begrijpen hoe DNA-fouten in het PCARE gen tot RP leiden, weten we ook veel beter waar we op moeten letten bij de ontwikkeling van nieuwe vormen van bijvoorbeeld gentherapie. Hopelijk kunnen we daarmee onze ontdekkingen uiteindelijk ook vertalen naar een verbetering van de patiëntenzorg.”