Seltene Augenerkrankungen: Groß angelegte Studie ermöglicht neue Einblicke

Forschende des Europäischen Institutes für Bioinformatik (EMBL-EBI) Hinxton/England haben Bild- und Genomdaten aus der United Kingdom (UK) Biobank analysiert, um Erkenntnisse über seltene Erkrankungen des menschlichen Auges zu gewinnen.

In der im Fachjournal „PLOS Genetics“ veröffentlichten Studie konzentrierten sich die Forscher auf Photorezeptorzellen (PRZ). Diese Zellen können nichtinvasiv mithilfe der optischen Kohärenztomographie (OCT) abgebildet werden. Unter Verwendung von OCT-Bilddaten und der Genomdaten der UK Biobank konnten die Wissenschaftler die größte genomweite Assoziationsstudie (GWAS) zu PRZ erstellen. 

Seltene Netzhautdystrophien

Seltene Erkrankungen der Retina werden häufig durch vererbte Mutationen in Genen verursacht, die von PRZ exprimiert werden. Diese Mutationen führen zu einer Fehlfunktion der Netzhaut und damit zu einer Beeinträchtigung des Sehvermögens oder sogar zur Erblindung. Obwohl diese einzelnen Krankheiten selten sind, stellen sie zusammen die Hauptursache für Erblindung bei Erwachsenen im erwerbsfähigen Alter dar.

„Wir hatten Zugang zu gekoppelten Bildern und Genotypdaten in einem Umfang, der in einer Studie dieser Art noch nie gesehen wurde“, sagte Hannah Currant, ehemalige Doktorandin am EMBL-EBI und Postdoktorandin am Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research an der Universität Kopenhagen/Dänemark. „Der Zugang zu dieser enormen Datenmenge war entscheidend für die Studie und ermöglichte es uns, genetische Verbindungen zu seltenen Netzhautdystrophien zu identifizieren. Diese Arbeit hat neue Wege für die Forschung aufgezeigt und neue Fragen zu seltenen Netzhautdystrophien aufgeworfen.“

Verknüpfung von Genotyp und Phänotyp 

OCT-Bilder werden in der Klinik häufig verwendet, um die Diagnose von Augenkrankheiten zu unterstützen. Für diese Studie verwendeten die Forschenden OCT-Bilder und die entsprechenden genomischen und medizinischen Informationen von mehr als 30.000 Teilnehmern, die in der UK Biobank gespeichert sind.

„Die britische Biobank ist eine reichhaltige, unschätzbare Ressource, die ein enormes Potenzial für die genomische Medizin hat“, sagte Ewan Birney, stellvertretender Generaldirektor des Europäischen Laboratoriums für Molekularbiologie (EMBL). „Die in der Biobank gespeicherten Daten bergen ein enormes Potenzial, das nur darauf wartet, genutzt zu werden, um die menschliche Biologie zu verstehen und zu erkennen, wie und wann sie bei Krankheiten schief läuft.“

Genomische Medizin vorantreiben

Im Rahmen der GWAS suchten die Wissenschaftler nach genetischen Variationen, die mit Unterschieden in der Dicke der PRZ-Schichten verbunden sind. Auf diese Weise konnten sie genomische Modifikationen identifizieren, die mit der Dicke einer oder mehrerer PRZ-Schichten in Verbindung stehen, einschließlich solcher, die mit bekannten Augenkrankheiten assoziiert sind. Die neu identifizierten genomischen Assoziationen wurden gespeichert und können über den GWAS-Katalog frei zugänglich gemacht werden.

„Die systematische bioinformatische Analyse großer Teilnehmerkohorten wird die Zukunft der genomischen Medizin bestimmen“, sagte Omar Mahroo, Professor für Retina-Neurowissenschaften am University College London/England und beratender Augenarzt am Moorfields Eye Hospital London/England. „Der Zugang zu diesen Daten und die Möglichkeit, diese Verbindungen zwischen Krankheitsphänotypen und genetischen Variationen herzustellen, wird viele neue Möglichkeiten für moderne Krankheitsdiagnosen und -therapien eröffnen.“