Hereditární katarakta (HSF4) u australského ovčáka

Hereditární katarakta HSF4 je genetické onemocnění australských ovčáků. Jedná se o mutaci genu, která je spojená s vyšší pravděpodobností rozvoje šedého zákalu. Přítomnost mutace jednoznačně nepředurčuje onemocnění. Onemocnění není léčitelné.

Katarakta neboli šedý zákal je definována jako porucha průhlednosti oční čočky a patří mezi nejvýznamnější příčiny slepoty u psů. Její vznik může mít na svědomí mnoho různých faktorů. Katarakta může být buď dědičného původu, to je tzv. primární katarakta, která je způsobena genetickou mutací nebo se může vyvinout sekundárně jako doprovod jiného onemocnění. Sekundární katarakty vznikají například následkem zánětu oka, traumatu, působením toxinů, ale také mohou doprovázet jiná dědičná oční onemocnění, nutriční deficience, metabolické choroby nebo jejich rozvoj může podpořit působení UV záření (Mellersh et al., 2009).

Primární dědičná forma katarakty postihuje až 100 plemen psů (Davidson MG, Nelms SR, 1999; Rubin, 1989), přičemž mezi jednotlivými plemeny se liší zejména věkem propuknutí, rychlostí progrese, stupněm bilaterální symetrie, umístěním zákalu v oční čočce, ale může se různit i způsob dědičnosti katarakty u jednotlivých plemen. Naopak v rámci jednoho plemene dědičná katarakta obvykle vykazuje velmi podobné klinické projevy (Barnett, 1982, 1978).

Přesto, že se hereditární katarakta vyskytuje u mnoha plemen psů, její dědičnost stále není plně objasněna. Pouze u čtyř plemen byla identifikována hlavní genetická mutace, zodpovědná za vznik hereditární katarakty a jedním z nich je právě australský ovčák (Mellersh et al., 2009). Jedná se o mutaci genu HSF4 (heat shock transcription factor), která způsobuje dědičnou kataraktu také u stafordšírského bulteriéra, bostonského teriéra a francouzského buldočka.

Heat shock transcription factor (HSF) je univerzální aktivátor exprese genu pro proteiny teplotního šoku (heat shock proteins, HSP) u eukaryot (Funikov et al., 2014). Proteiny teplotního šoku jsou produkovány buňkami jako odpověď na vystavení stresovým podmínkám, mezi které patří právě teplotní šok, ale také třeba chlad, UV záření nebo volné kyslíkové radikály. Tato skupina proteinů hraje roli v ochraně buněk před poškozením (De Maio, 1999). U myší bylo prokázáno, že HSF4 reguluje expresi proteinů teplotního šoku v epitelu oční čočky, které ovlivňují produkci volných radikálů kyslíku a také stimulují lysosomální aktivitu (Cui et al., 2016). Podobný mechanismus by se s největší pravděpodobností mohl uplatňovat i u dalších savců.

Mutace genu HSF4 je u stafordšírského bulteriéra, bostonského teriéra a francouzského buldočka děděna recesivně a projevuje se již v raném věku (Mellersh et al., 2006). U australských ovčáků se vyskytuje jiná mutace téhož genu, která zodpovídá za vznik hereditární katarakty, ale na rozdíl od výše zmíněných plemen, u australského ovčáka je tato mutace děděna autosomálně dominantně. Přítomnost mutace genu HSF4 zvyšuje pravděpodobnost onemocnění kataraktou u australských ovčáků přibližně 17krát oproti jedincům prostých této mutace (Mellersh et al., 2009). Přesto bylo zjištěno, že se u australských ovčáků s přítomností mutace HSF4 katarakta vůbec projevit nemusí. Proto byla v roce 2015 provedena studie (Ricketts et al., 2015), ve které byl analyzován genom australských ovčáků prostých mutace genu HSF4 a zároveň postižených kataraktou. U těchto psů byl identifikován gen SCFD2, který by mohl jedním z dalších genů zodpovědných za vznik hereditární katarakty. Na rozvoji katarakty u tohoto plemene se tedy zřejmě podílí více různých genů.

U australského ovčáka se dědičná katarakta typicky projevuje jako bilaterálně symetrický šedý zákal, přičemž věk, kdy se začíná projevovat a rychlost progrese je velmi variabilní (Gelatt and Mackay, 2005; Mellersh et al., 2009).

Dědičná katarakta může mít různé projevy. Mezi hlavní dvě formy patří posteriorní polární subkapsulární katarakta, která většinou není progresivní, nepoškozuje zrak a často se nejprve objeví v jednom oku a až po několika měsících také v oku druhém. Druhou, závažnější formou je nukleární katarakta, která je progresivní a způsobuje významné zhoršení zraku až slepotu. U australských ovčáků se častěji vyskytuje méně závažná posteriorní polární subkapsulární forma katarakty (Mellersh et al., 2009).

V současné době je dostupný genetický test, který zjišťuje přítomnost deleční mutace v genu HSF4. S pomocí takového testu se chovatelé mohou cíleně vyhnout spojení dvou jedinců s mutací a tím napomoci omezení výskytu hereditární katarakty v chovu. Avšak takový test stejně nevyloučí přítomnost dalších mutací, které se na vzniku dědičné katarakty mohou podílet.

 

Reference:

Barnett, K.C., 1982. Lens opacities in the dog as models for human eye disease. Trans. Ophthalmol. Soc. U. K. 102 Pt 3, 346–349.

Barnett, K.C., 1978. Hereditary cataract in the dog. J. Small Anim. Pract. 19, 109–120. https://doi.org/10.1111/j.1748-5827.1978.tb05463.x

Cui, X., Liu, H., Li, J., Guo, K., Han, W., Dong, Y., Wan, S., Wang, X., Jia, P., Li, S., Ma, Y., Zhang, J., Mu, H., Hu, Y., 2016. Heat shock factor 4 regulates lens epithelial cell homeostasis by working with lysosome and anti-apoptosis pathways. Int. J. Biochem. Cell Biol. 79, 118–127. https://doi.org/10.1016/j.biocel.2016.08.022

Davidson MG, Nelms SR, 1999. Diseases of the lens and cataract formation, in: Veterinary Ophthalmology. pp. 797–825.

De Maio, A., 1999. Heat shock proteins: facts, thoughts, and dreams. Shock Augusta Ga 11, 1–12.

Funikov, S.I., Garbuz, D.G., Zatsepina, O.G., 2014. [Kinetics of heat shock response upon disfunction of general transcription factor (HSF)]. Mol. Biol. (Mosk.) 48, 306–313.

Gelatt, K.N., Mackay, E.O., 2005. Prevalence of primary breed-related cataracts in the dog in North America. Vet. Ophthalmol. 8, 101–111. https://doi.org/10.1111/j.1463-5224.2005.00352.x

Mellersh, C.S., McLaughlin, B., Ahonen, S., Pettitt, L., Lohi, H., Barnett, K.C., 2009. Mutation in HSF4 is associated with hereditary cataract in the Australian Shepherd. Vet. Ophthalmol. 12, 372–378. https://doi.org/10.1111/j.1463-5224.2009.00735.x

Mellersh, C.S., Pettitt, L., Forman, O.P., Vaudin, M., Barnett, K.C., 2006. Identification of mutations in HSF4 in dogs of three different breeds with hereditary cataracts. Vet. Ophthalmol. 9, 369–378. https://doi.org/10.1111/j.1463-5224.2006.00496.x

Ricketts, S.L., Pettitt, L., McLaughlin, B., Jenkins, C.A., Mellersh, C.S., 2015. A novel locus on canine chromosome 13 is associated with cataract in the Australian Shepherd breed of domestic dog. Mamm. Genome 26, 257–263. https://doi.org/10.1007/s00335-015-9562-2

Rubin, L.F., 1989. Inherited eye diseases in purebred dogs. Williams & Wilkins, Baltimore.

MVC. Radka Vrublovská

Studuje fakultu veterinárního lékařství na VFU v Brně od roku 2015 a v budoucnu by se ráda zaměřila na medicínu malých zvířat. Doma má dva australské ovčáky, se kterými se ve volném čase věnuje různým sportům.
MVC. Radka Vrublovská

Poslední příspěvky od MVC. Radka Vrublovská (všechny zde)

Buďte první kdo přidá komentář

Napište komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.


*