Lek. med. Magdalena KUBRAK

Katedra i Klinika Okulistyki UM we Wrocławiu

Badania genetyczne w diagnostyce AMD

Badania genetyczne prowadzone w AMD zrewolucjonizowały nasze spojrzenie na patogenezę tego schorzenia, zwracając uwagę między innymi na zapalny aspekt etiologii.

Zwyrodnienie plamki związane z wiekiem jest w krajach rozwiniętych najczęstszą przyczyną utraty wzroku u osób powyżej 65. r.ż. Szacuje się, że chorobą tą dotkniętych jest ok. 50 milionów ludzi, a wziąwszy pod uwagę fakt starzenia się populacji, nietrudno wywnioskować, iż liczba osób dotkniętych tym schorzeniem będzie wzrastać.

Ostatnie lata przyniosły nam wiele nowych znaczących informacji. Przykładem może być wprowadzenie terapii anty-VEGF. Od momentu opublikowania w 2005 r. przez prof. Philipa Rosnfelda z Miami pierwszych doniesień o korzystnych rezultatach tej terapii, nastąpił wręcz rewolucyjny postęp w leczeniu wysiękowej postaci AMD.

Wiele osób oczekiwało z pewnością równie spektakularnego przełomu po opublikowaniu pierwszych doniesień w 2005 r. mówiących o tym, że u osób chorych na zwyrodnienie plamki związane z wiekiem znacznie częściej występuje odmiana pewnego genu leżącego na chromosomie 1 zwanego CFH.

Pojawiła się nadzieja, iż kolejnym krokiem będzie wprowadzenie testów określających dziedziczne predyspozycje do AMD, pozwalających na prognozowanie rozwoju choroby. Tymczasem publikowane w literaturze światowej doniesienia dotyczące genetycznych uwarunkowań AMD wskazywały coraz to nowe grupy genów (np. ARMS2, HTRA1), których określone polimorfizmy mają charakter pro-AMD, natomiast jak do tej pory do codziennej praktyki nie zostały wprowadzone testy genetyczne rutynowo przeprowadzane przy diagnostyce zwyrodnienia plamki związanego z wiekiem.

Aby zrozumieć, dlaczego tak się dzieje, przyjrzyjmy się, w jaki sposób mutacja genu CFH może wpływać na rozwój AMD. 

Gen CFH koduje czynnik H układu dopełniacza. Przypomnijmy, że dopełniacz jest to wieloskładnikowy system białek obecnych w normalnej surowicy w formie nieaktywnej. Jego działanie polega na aktywacji kaskady enzymatycznej, doprowadzającej do szeregu reakcji mających istotne znaczenie w przebiegu odpowiedzi immunologicznej i zapalnej. Układ dopełniacza może być aktywowany trzema drogami: klasyczną, alternatywną i lektynową.

Dopełniacz aktywowany na „drodze klasycznej” przez kompleksy antygen–przeciwciało bierze udział w fazie efektorowej odpowiedzi immunologicznej typu humoralnego, prowadząc m.in. do lizy komórek bakteryjnych opłaszczonych przeciwciałami.

Droga lektynowa aktywowana jest bez udziału przeciwciał; podstawową rolę odgrywa tu lektyna wiążąca mannozę – MBL, której rolą jest wiązanie reszt cukrowych obecnych w ścianach komórek bakterii.

Droga alternatywna rozpoczyna się spontanicznie od hydrolizy C3 bezpośrednio na powierzchni i atakuje każdą dostępną błonę biologiczną, jednak na komórkach własnego organizmu jest unieszkodliwiana. W przeciwieństwie do pozostałych dróg aktywacji nie zależy ona od białek wiążących się z patogenami.

W przypadku każdej z trzech dróg aktywacji, dochodzi do utworzenia dwóch istotnych enzymów: konwertazy C3 i konwertazy C5, które bardzo silnie wzmacniają efekt dopełniacza. Niezależnie jednak od sposobu aktywacji końcowe etapy wszystkich tych reakcji doprowadzają do utworzenia kompleksu atakującego błonę, który składa się z C5b, C6, C7, C8 i polimerycznego C9.

W tym miejscu warto podkreślić, że kompleks C5b9 jest także silnym aktywatorem komórek odpowiedzialnych za nasilenie stanu zapalnego, m.in. zwiększa wytwarzanie naczyniopochodnego czynnika wzrostu śródbłonka (VEGF). Są też doniesienia, że C3a i C5a również silnie stymulują wytwarzania VEGF.

Układ dopełniacza wymaga oczywiście regulacji. Istnieje system białek regulujących działanie dopełniacza w osoczu i na powierzchni błon komórkowych. Czynniki te mają charakter dezaktywujący, a ich działanie polega zwykle na skróceniu okresu połowicznego rozpadu konwertaz C3 i C5.

Czynnikami zawartymi w osoczu są:

• czynnik H – wiąże C3b i wspomaga czynnik I w hamowaniu konwertazy C3 drogi alternatywnej; ponadto mając powinowactwo do kwasu sialowego i glikozaminoglikanów błony komórkowej, kompetycyjnie hamuje połączenie C3b z czynnikiem B,
• czynnik I – rozkłada C3b i C4b występujące w formie wolnej i związanej w konwertazach i powoduje rozpad konwertaz,
• białko S – blokuje C5b67, uniemożliwiając przyłączenie do błony komórkowej’
• inhibitor C1 – hamuje aktywne proteazy C1r i C1s.

Czynnik H kodowany przez gen CFH jest białkiem o masie ok. 150 kD. Składa się z 20 podjednostek zwanych białkami regulatorowymi dopełniacza (CCP – componet control protein), z których każda ma ok. 60 amiokwasów. Wariant Y 402 genu czynnika H oznacza zamianę zasad T-C w pozycji 1297 eksonu 9, co skutkuje zamianą histydyny na tyrozynę w kodonie 402. Wszelkie mutacje znoszące bądź osłabiające prawidłowe działanie CFH powodują, że kaskada tworzenia kompleksu C5b-9 postępuje, podczas gdy powinna być powstrzymana. Wykazano również, że wariant Y 402 H cechuje się zmianą powinowactwa czynnika H do glikozaminoglikanów, fibromoduliny, proteoglikanu, macierzy zewnątrzkomórkowej (FMOD) i nekrotycznych komórek. To z kolei może skutkować zaburzeniem fagocytozy prowadzącym do odkładania się szczątków komórkowych lub zwiększoną aktywacją dopełniacza.

Przedstawione zależności pozwalają na lepsze zrozumienie procesów mogących przyczyniać się do rozwoju AMD, nie wyjaśniają jednak w pełni patogenezy tej choroby. Nadal nie wiemy, dlaczego choruje tylko część osób będących nosicielami tej mutacji. Warto w tym miejscu wspomnieć doniesienia opublikowane w 2006 r. na łamach czasopisma „Opthalmologhy”. Odnajdujemy tu informację, że występowanie druz wielkości >125 µm wynosi ok. 4,3 miliona w 30,5-milionowej populacji białych osób w USA powyżej 65. r.ż. Wykorzystując dane mówiące, że wariant Y 402 H występuje u 38% białej populacji w USA, można wyliczyć, że około 11,5 miliona osób powyżej 65. r.ż. będzie nosicielem przynamniej jednego allelu. Zatem znacznie więcej osób będzie nosicielem mutacji genu CFH, niż zachoruje na AMD. Nie wiemy również, jakie inne czynniki muszą współistnieć, by choroba się rozwinęła ani co jest przyczyną aktywacji dopełniacza i układu immunologicznego? Zatem samo stwierdzenie wariantu Y 402 nie jest wysoce specyficznym parametrem diagnostycznym, natomiast niewykluczone, że w najbliższej przyszłości będziemy mogli określić prawdopodobieństwo wystąpienia AMD z dużo większą precyzją. Jako przykład można przywołać publikacje mówiące o tym, że homozygotyczne nosicielstwo obu alleli podwyższonego ryzyka Y 402 H i LOC 387715 zwiększa ryzyko zachorowania na AMD ok. 50-krotnie.

Równocześnie należy przyznać, że badania genetyczne prowadzone w AMD zrewolucjonizowały nasze spojrzenie na patogenezę tego schorzenia, zwracając uwagę na przykład na zapalny aspekt etiologii. Pozostaje nam wierzyć, że ich dalszy rozwój pozwoli na jeszcze lepsze zrozumienie, leczenie, a w przyszłości na przykład dzięki terapii genowej być może również zapobieganie tej chorobie.

„Przegląd Okulistyczny” 2010, nr 3 (53), s. 13.