Molekylære mekanismer for synshemminger i retina etter eksponering for hypoksi-/hyperoksi

Vi har tidligere undersøkt retinopati på mRNA- og proteinnivået og vi klarte å identifisere nye målgener (Zasada et al., 2020, 2019 og 2018). Vår nåværende forskning fokuserer på regulatoriske egenskaper og funksjoner av lange og korte ikke-kodende RNA molekyler (lncRNA og mikroRNA = miRNA), som er kjent fra en rekke andre sykdommer, tilstander og biologiske prosesser, inkludert kreft, hypoksi og oksidativt stress. Vår hypotese er at ikke-kodende RNAer (ncRNAs) regulerer målgener ved retinopati.

Bakgrunn

Oksygenmangel (hypoksi, H) og blodstrømsreduksjon  (iskemi, I) til hjernen under fødsel (fødselsasfyksi) er en av hovedårsakene til livslange funksjonsnedsettelser eller blindhet hos barn under fem år. Synsnedsettelse av pasienter med fødselsasfyksi er forårsaket av skade på retinal nevrovaskulær integritet samt forstyrret direkte effekt på netthinnes funksjoner og synsbanene i hjernen. Hos premature barn kan veksten av karene i netthinnen først stoppe opp og etterpå vokse for fort. Dette fører til blødninger og utvikling av arrvev som kan skade netthinnen og synet til det premature barnet. Imidlertid kan ikke bare oksygenmangel, men også overflødig oksygentilførsel (hyperoksi) ved reoksygenering etter fødselen føre til skader på grunn av økt oksidativt stress.

Problemstillinger

Til tross for alvorlighetsgraden av sykdommen og omfattende forskning er de regulatoriske mekanismer fremdeles uklare. Vi tror at en bedre forståelse av de regulatoriske faktorene som fører til oksygenindusert retinopati og HI relaterte skader, vil kunne hjelpe til forebyggende tiltak og mer målrettet behandling i fremtiden.

Mål og metode

  • Mål: Vi anvender våre grise- og musmodeller for å analyser samspill av protein-kodende og ikke-protein kodende gener for å lage en molekylærbiologisk-regulatorisk modell av retinopati hos premature.
  • Materiale: Ved Pediatrisk Forskningsinstitutt er det etablert grise- og musemodeller for å undersøke akutt og mer langvarige skader forårsaket av hypoksi-iskemi under fødselen samt hyperoksi. I denne studien anvender vi en nyfødt grisemodell (n=40), som er randomisert i fire studiearmer:
  1. hypoksi med normalt reoksygenering,
  2. hypoksi-3 minutter med hyperoksisk reoksygenering,
  3. hyperoksi-30 minutter med hyperoksisk reoksygenering og
  4. kontrollgruppe.

Vi ønsker å bruke tilsvarende materiale fra musestudier.

  • Metode: I en pilotstudie klarte vi å påvise ekspresjonsforskjeller av utvalgte hypoksi-iskemi relaterte lncRNAer i forskjellige regioner i hjernen og vi har funnet markante forandringer i testgruppene i forhold til kontrollen. Vi har identifisert flere kandidat ikke-kodende RNAer b. a. Taurin Upregulated gen 1 (TUG1), en transkripsjonfaktor i retinale celler som deltar i retinal utvikling og dannelse av fotoreseptorer. TUG1 overutrykk har en beskyttende effekt gjennom modulering av apoptose, immunresponser og oksidativt stress. Disse lncRNAene vil settes opp mot retinal-spesifikke miRNAene, som f.eks. miR183, miR-410-3p og flere andre for å lage regulatoriske modeller av for ROP.
  • Godkjenning: Prosjektet trenger ikke REK godkjenning, men alle dyreeksperimenter ble gjennomført i forhold til gjeldende regelverk (The National Animal Research Authority, NARA, FOTS). 

Studentens arbeidsoppgaver

  • Isolere mRNA, lncRNA og miRNA i netthinne fra mus
  • Bruke avanserte metoder innen bioinformatikk og modellering for å lage regulatoriske nettverk
  • Gjennomføre funksjonelle studier med celle-linjer (siRNA eller CRISP)

Om forskningsmiljøet

Vår forskningsgruppe består pr i dag av 1 forsker, 3 stipendiater, 1 masterstudent og 2 ingeniører – i tillegg meg (seniorforsker) som leder gruppen. Jeg har veiledet flere stipendiater og hovedfag/masterstudenter. Vi har et godt faglig og sosialt miljø, og en student vil få opplæring og veiledning i et meget bredt spekter av molekylære og cellebiologiske metoder og teknikker. Vi har et godt samarbeid med forskjellige forskningsmiljøer ved OUS og studenten vil få nyttig erfaring i forskning på et basalt prosjekt som samtidig er meget klinisk relevant og interessant.

Emneord: Laboratorieprosjekt, Translasjonsforskning, Celler og molekyler, Livsvitenskap, Sanseorganer
Publisert 26. sep. 2022 14:40 - Sist endret 26. sep. 2022 17:47