Noi modele murine dezvăluie mecanismele degenerării retiniene RP59: fenotipuri similare și implicații patologice

Un nou studiu publicat în Disease Models & Mechanisms a investigat caracteristicile fenotipice ale două variante ale genei DHDDS asociate cu retinopatia pigmentară 59 (RP59): T206A și K42E. Studiul a fost realizat pe modele murine knock-in, scopul fiind de a compara impactul acestor mutații asupra degenerării retiniene și funcției vizuale.
DHDDS (sintază dehidrodolichil difosfat) este o enzimă esențială în sinteza dolicolului, un lipid implicat în glicosilarea proteinelor. Mutațiile în DHDDS pot cauza tulburări ale glicosilării, inclusiv retinopatia pigmentară 59. Paradoxal, RP59 este o boală non-sindromică, cu afectare limitată la nivelul retinei, deși dolicolul este necesar în toate celulele. Trei variante patogene sunt cunoscute: K42E, R98W și T206A. Studiul anterior al modelului K42E/K42E nu a evidențiat degenerare fotoreceptorială marcată, dar a arătat modificări ale stratului nuclear intern și unde ERG negative.

Despre studiu

Obiective și metodologie

• Crearea unui nou model murin Dhdds^T206A prin tehnologie CRISPR/Cas9.
• Caracterizarea a trei genotipuri: T206A/WT, T206A/T206A și T206A/K42E.
• Compararea acestor modele cu K42E/K42E și martorii wild-type (WT).
• Analize morfologice (histologie, OCT), electrofiziologice (ERG), imunohistochimice și comportamentale (OKR).

Verificarea mutației T206A

Mutația T206A a fost localizată în exonul 6 al genei DHDDS, în apropierea situsului catalitic. A fost confirmată prin secvențiere ADN din coadă și a inclus o mutație silențioasă adițională pentru a preveni recleavarea CRISPR.

Rezultate

Modificări histologice retiniene

• La vârste tinere (PN≤6 luni), toate liniile mutante au prezentat o arhitectură retiniană normală.
• La PN≥12 luni, animalele T206A/T206A, T206A/K42E și K42E/K42E au prezentat migrarea ectopică a corpurilor celulare din stratul nuclear extern în cel plexiform extern și reducerea stratului nuclear intern.

OCT: subțierea retinei

• Reducții semnificative ale grosimii totale a retinei la PN 12 luni în toate grupurile (3–5%).
• Grosimea stratului nuclear intern (INL) a fost redusă semnificativ în T206A/T206A și T206A/K42E cu 26% și 30%.

ERG: afectarea transmisiei sinaptice

• b-wave redus semnificativ în toate modelele mutante – un indicator al afectării celulelor bipolare.
• La 12 luni, T206A/K42E a atins pragul de b-wave negativă (b/a = 1,0), semn distinctiv al RP59.
• Oscilațiile potențialului (OP) au fost reduse cu ≥40% în toate modelele mutant.

c- și d-wave: disfuncție retiniană internă

• Amplitudini c- și d-wave semnificativ reduse la PN 6 și 12 luni în T206A/T206A și T206A/K42E.
• Scăderea amplitudinii d-wave corelează cu afectarea celulelor bipolare OFF.

Imunohistochimie: pierderea celulelor bipolare și amacrine

• Toate modelele Dhdds au arătat scădere semnificativă a densității celulelor bipolare (până la 43%).
• Reducție semnificativă a celulelor amacrine GABAergice și glicinergice (până la 25%).
• OFF-CBCs au fost semnificativ reduse doar în K42E/K42E (−77%).

OKR: acuitate vizuală redusă

• Acuitatea vizuală a fost semnificativ redusă în T206A/T206A și T206A/K42E la 12 luni, atât în condiții de lumină, cât și de întuneric.

Concluzii

Studiul demonstrează că mutația T206A în DHDDS, deși nu a fost identificată homozigot la pacienți, este patogenă în modelul murin și induce fenotipuri similare cu mutația K42E. Ambele mutații afectează structura retinei interne, densitatea celulelor bipolare și transmiterea sinaptică, fără a compromite semnificativ stratul fotoreceptorilor. Mecanismul bolii pare să implice în special afectarea transmisiei către celulele bipolare ON și interneuronii retinieni, fără afectare sistemică evidentă, explicând astfel caracterul non-sindromic al RP59.

Aceste modele murine oferă un instrument valoros pentru elucidarea mecanismelor moleculare ale RP59 și pentru testarea unor potențiale terapii care să vizeze degenerarea celulelor din retina internă.