Menggunakan cryo-electron tomography, para peneliti telah menemukan mekanisme molekuler yang mendasari mutasi di dalam mata yang menyebabkan kebutaan.

Penelitian mengungkapkan, pada tingkat molekuler, penentu struktural utama dari arsitektur membran segmen luar batang (ROS) yang sangat terspesialisasi pada mata, yang berperan penting dalam penglihatan.

Studi ini memberikan pemahaman tentang mekanisme yang mendasari patologi mutasi gen tertentu. Mutasi ini, ditemukan di dalam gen yang mengkode protein struktural kunci dalam membran ROS, telah terbukti menyebabkan kebutaan.

“Temuan kami menunjukkan bahwa mutasi gen ini dapat menghambat atau sepenuhnya mencegah morfogenesis diskus yang, pada gilirannya, akan mengganggu integritas struktural ROS, membahayakan kelangsungan hidup retina, dan pada akhirnya menyebabkan kebutaan,” kata Krzysztof Palczewski, profesor oftalmologi di University of California, Irvine School of Medicine dan penulis studi terkait di eHidup.

Viabilitas Retina

“Studi ini memberi kita wawasan tentang bagaimana kelangsungan hidup retina dikompromikan oleh penyakit, seperti retinitis pigmentosa dan penyakit Stargardt, yang mempengaruhi protein struktural termasuk peripherin ABCA4. Berbekal data ini, kami sekarang dapat menargetkan pendekatan terapeutik baru yang ditujukan untuk mengobati atau berpotensi menyembuhkan kebutaan.”

Ultrastruktur ROS yang sangat teratur dijelaskan lebih dari lima tahun yang lalu, namun organisasinya pada tingkat molekuler masih kurang dipahami, sampai sekarang. Memanfaatkan cryo-electron tomography (cryo-ET) dan metode persiapan sampel baru, para peneliti dapat memperoleh gambar resolusi molekul ROS.

“Cryo-ET memungkinkan kami untuk mencitrakan struktur cakram pelek dan menilai secara kuantitatif konektor antar disk yang mengungkapkan lanskap molekuler dalam ROS, termasuk konektor antara membran disk ROS,” jelas Palczewski.

“Dengan informasi ini, kami dapat menjawab pertanyaan terbuka mengenai penumpukan disk yang dekat dan kelengkungan membran yang tinggi pada tepi disk, yang merupakan karakteristik struktural khusus dan penting dari ROS.”

Penelitian yang sedang berlangsung, termasuk studi yang melibatkan manusia, diperlukan untuk menguji temuan baru ini. Namun, indikasi awal adalah bahwa pendekatan terapi baru kemungkinan besar akan melibatkan pengeditan gen teknologi, daripada augmentasi gen atau intervensi farmakologis.

Peneliti tambahan dari UC Irvine dan Institut Biokimia Max-Planck berkontribusi dalam penelitian ini.

Dukungan untuk penelitian ini datang dari program CIFAR Arsitektur Molekuler Kehidupan, Institut Kesehatan Nasional, dan organisasi Penelitian untuk Mencegah Kebutaan.

Sumber: UC Irvine