Onderzoekers rapporteren in Proceedings of the National Academy of Sciences dat sigarettenrook epigenetische veranderingen in retinale gepigmenteerde epitheelcellen (RPE) veroorzaakt die lijken op versnelde veroudering en die relevant kunnen zijn voor leeftijdsgebonden maculaire degeneratie (AMD). Het onderzoek combineerde dierproeven met analyses van gedoneerde menselijke RPE-cellen.
Het team, geleid door James T. Handa van het Wilmer Eye Institute aan Johns Hopkins University, vergeleek RPE-cellen van muizen van 3 en 12 maanden na acute en chronische rookblootstelling. Ze voerden genetische sequencing uit op cellen 3, 6 en 10 dagen na injectie met rookcondensaat en analyseerden muizen die dagelijks vier maanden aan rook werden blootgesteld. Daarbij vonden ze disfunctionele RPE-clusters en een afname van chromatine-toegankelijkheid; chromatine is de gecondenseerde structuur van DNA, RNA en eiwitten die bepaalt welke genen actief zijn.
Acute blootstelling verminderde de expressie van kerngenen voor RPE-functie en van meerdere 'kenmerken van veroudering', waaronder genomische instabiliteit, inkorting van chromosoomuiteinden en verstoring van mitochondriale energieproductie. Een duidelijk subset van deze kenmerken verscheen alleen in jonge muizen na behandeling met rookcondensaat, en vergelijkbare verschillen ontstonden na vier maanden dagelijkse blootstelling. In tests van menselijke donorcellen vonden de onderzoekers 1.698 genen met gedeelde veranderingen tussen disfunctionele menselijke en muizen RPE-cellen.
Het team wil nu onderscheid maken tussen tijdelijke en permanente veranderingen en onderzoeken hoe leeftijd en voortdurende rookblootstelling bijdragen aan oogschade en comorbiditeiten bij patiënten met laatstadium AMD. De studie kreeg steun van de National Institutes of Health, de Research to Prevent Blindness Stein Innovation Award en een BrightFocus Foundation-subsidie. Handa meldt adviesfuncties voor Character Biosciences, Cirrus Pharmaceuticals en Seeing Medicines.
Moeilijke woorden
- epigenetisch — veranderingen in genexpressie zonder verandering van DNA-sequentieepigenetische
- epitheelcel — cel die een oppervlak of binnenlaag van weefsel vormtepitheelcellen
- chromatine — gecondenseerde structuur van DNA, RNA en eiwitten
- chromatine-toegankelijkheid — mate waarin genen bereikbaar zijn voor aflezing
- rookcondensaat — concentraat van stoffen uit sigarettenrook
- expressie — hoeveelheid activiteit of aanmaak van een genproduct
- genomische instabiliteit — neiging van het erfelijk materiaal om te muteren
- mitochondriale energieproductie — aanmaak van energie in cellen door mitochondriën
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Wat betekent het voor patiënten en onderzoekers dat de veranderingen in RPE-cellen 'relevant kunnen zijn voor leeftijdsgebonden maculaire degeneratie'?
- Welke methoden zouden onderzoekers kunnen gebruiken om tijdelijke en permanente veranderingen in RPE-cellen te onderscheiden?
- Hoe goed denk je dat resultaten van muizenexperimenten te vertalen zijn naar menselijke oogziekten, en waarom?
Gerelateerde artikelen
Magnetische zuivering verwijdert arseen uit grondwater
Twee broers uit India ontwikkelden een magnetische methode om arseen uit grondwater te halen. Hun chemievrije techniek (METAL) leverde het product MARU op; het systeem is goedkoop, makkelijk te onderhouden en kreeg nationale erkenning.
Hitte en vochtigheid tijdens zwangerschap schaden kinderen
Nieuw onderzoek in Science Advances laat zien dat warme, vochtige omstandigheden tijdens de zwangerschap de groei van kinderen in Zuid-Azië veel sterker schaden dan alleen hitte. De studie gebruikt een gecombineerde warmte-stressmaat (WBGT).