Okulokutan albinism - är upptäckten av ett läkemedel nära?
Alice Simu
Independent Project in Biology
Självständigt arbete i biologi, 15 hp, vårterminen 2017
Institutionen för biologisk grundutbildning, Uppsala universitet
Okulokutan albinism – är upptäckten av ett läkemedel nära?
Alice Simu
Självständigt arbete i biologi 2017
Sammandrag
Albinism är en grupp av ärftliga sjukdomar som har låg melaninpigmentering i hud, hår och ögon som typiskt symtom. De mest vanligt förekommande typerna är okulokutan albinism 1A (OCA1A), 1B (OCA1B) och 2 (OCA2) som också har snarlika symtom. Alla albinismtyper uppkommer på grund av mutationer i olika gener men de flesta mekanismerna bakom är fortfarande oklara.
Patienter med OCA1 har mutationer i genen som kodar för tyrosinas, ett nyckelenzym i melanogenesen. Exempel på sådana mutationer som förekommer ofta och är väl studerade är T373K, R77Q, R402Q, R422W, R422Q och P406L. Dessa leder vanligtvis till inkorrekt vikning av enzymet och hindrar dess transport till de melaninproducerande melanosomerna. Genom att använda genterapi med adeno-associerade virus vektorer (AAV-vektorer) har forskare lyckats bota OCA1-drabbade möss. Dessutom har nitisinon uppvisat en positiv effekt på
melaninproduktionen hos OCA-1 drabbade möss vid olika försök.
OCA2-drabbade individer har mutationer i en gen som kodar för OCA2-proteinet, ett protein vars exakta funktion inte riktigt är bestämt eftersom det finns många olika teorier om den. Den mest pålitliga teorin påstår att OCA2-proteinet skapar en optimal pH-nivå i melanosomerna genom att på något okänt sätt påverka Cl--flödet och därmed H+- koncentrationen.
Albinism har fram tills idag behandlats genom att lindra symptomen på olika sätt. Ingen metod eller läkemedel har påvisat en fullständig eliminering av sjukdomen men forskningen inom området verkar lovande. De konstant ökande kunskaperna om de olika albinismtyperna tyder på att uppfinningen av ett läkemedel kommer ske inom en snar framtid.
Introduktion
Hos människor används termen albinism, som betyder vit från det latinska ordet albus, för att beskriva en grupp av ärftliga genetiska sjukdomar som leder till degeneration av pigmentet melanin i hud och hår och iris (Carden et al. 1998). Albinism kan förekomma i olika former beroende på vilken kromosom som drabbas. Det finns två huvudsakliga typer: okulär (OA) och okulokutan albinism (OCA) (Oetting et al. 1996). Vid OA, som är en X- kromosombunden sjukdom, är endast ögonen och synnerverna påverkade och de vanligaste kännetecken som kan uppträda är reducerad skärpa och pigmentering i ögonens iris, ljuskänslighet, nystagmus (ögondarrning) och strabismus (skelning) (Roma et al. 2007). Enligt uträkningar föds 1 av 60000 barn med OA (Rosenberg & Schwartz 1998). OCA är däremot en grupp av autosomala recessiva sjukdomar där drabbade individer har – utöver de symtom som förekommer vid OA – sänkt nivå eller totalbrist på melaninpigment i hår och hud. Det uppskattas att 1 av 17000 människor drabbas av OCA (Grønskov et al. 2007).
Det finns idag inget komplett läkemedel som kan bota de olika albinismtyper som har identifierats. Trots att det upptäcks nya mutationer som orsakar albinism hela tiden, är de bakomliggande mekanismerna som leder till mutationernas skadliga effekter är ännu inte riktigt klargjorda (Kamaraj & Purohit 2014). Under många år har studier kring ämnet varit någorlunda stillastående men detta tycks ha ändrats de senaste åren. Detta väcker då frågeställningar som exempelvis; hur stor är förståelsen för albinismen på en cellulär och en molekylär nivå i dagens läge? Vad för framsteg har åstadkommits och vilka terapeutiska ingrepp har utarbetats med syfte att hitta potentiella läkemedel? I denna artikel kommer fokus att ligga på okulokutan albinism typ I och II.
Vetenskapen om albinism i dagens läge
Albinism-klassificering
I tidigare forskning klassificerades albinism endast i två typer, OCA och OA, beroende på patientens fenotyp. Dock har den synen ändrats genom åren då nyare och mer utvecklad forskning har visat att fler variabler måste beaktas vid klassificeringen (Carden et al. 1998).
Hittills har många gener funnits ge upphov till OCA när de uppvisar mutationer, och mycket tyder på att det finns fler som ännu inte har upptäckts (King et al. 2003). Detta har i sin tur medfört ett nytt klassificeringssystem. Idag delas OCA upp i icke-syndromiska (OCA1-7) och syndromiska typer, som innebär att albinismen är en del av ett syndrom eller en annan sjukdom.
Varje typ är kopplad till mutationer i en specifik gen eller lokus (Weiet al. 2013, Kausar et al.
2013).
Icke-syndromiska albinismtyper
OCA1 (OMIM# 203100) (Online Mendelian Inheritance in Man, https://www.omim.org/) orsakas av mutationer i TYR genen som kodar för tyrosinas; ett enzym som katalyserar viktiga tidiga steg i melaninbiosyntesen (Simeonov et al. 2013). Den delas upp i två subtyper,
OCA1A (allmänt känd som tyrosinas-negativ albinism) och OCA1B (förr kallad ”gul”
albinism). Skillnaden mellan de två typerna är att vid OCA1A kan de drabbade inte producerar pigment över huvud taget, medan vid OCA1B kan patienterna utveckla pigment med ökande ålder. OCA1 förekommer oftast hos kaukasisk befolkning (Dolinska et al. 2017).
OCA2 (förr kallad p-genen) är genen som är förknippad med OCA2 (OMIM# 203200) och producerar P-proteinet som har en svårbegriplig men ändå viktig roll i melaninbiosyntesen. Den typen uppträder för det mesta hos afrikansk och amerikansk ursprungsbefolkning (Hawkes et al.
2013).
OCA3 (OMIM# 203290) framkallas av ändringar i TYRP1 genen som kodar för tyrosinas- relaterade protein 1 (Tyrp1). Tyrp1 har visat sig ha många funktioner och är involverat i bland annat oxidering av 5,6-dihydroxyindol-2-karboxylsyra (DHICA), samt stabilisering av
tyrosinasets aktivitet (Boissy et al. 1996).
Den fjärde icke-syndromiska typen, OCA4 (OMIM# 606574), uppstår på grund av mutationer i SLC45A2. Proteinet som genen kodar för har visat sig spela en viktig roll i melaninproduktionen men själva processen är ännu inte känd (Mauri et al. 2014).
År 2013 rapporterades även en femte typ, OCA5 (OMIM# 615312), hos en pakistansk familj men det finns än idag inte information om genen som orsakar den och bakomliggande
mekanismen (Kausar et al. 2013).
Den nyligen upptäckta icke-syndromiska typen OCA6 (OMIM# 609802) orsakas av ett aminosyrautbyte på position 111 i SLC24A5och förekommer hos många populationer i olika varianter (Lamason et al. 2005). Produkten av denna gen är ett natrium/kalium antiport- protein som har en direkt påverkan på hudens och hårets pigmentering, samt spelar en huvudroll i melanogenesen och melanosomernas mognad (Ginger et al. 2008, Weiet al.
2013).
OCA7 (OMIM# 615179) uppträder när ändringar i C10orf11sker och relativt nya studier har visat att genen har stor betydelse för melanocyternas differentiering. Denna typ har påträffats hos färöiska och litauiska patienter (Grønskov et al. 2013).
Syndromiska albinismtyper
Hermansky och Pudlak (1959) var de första med att beskriva en typ av albinism där patienterna, förutom de klasiska symptomen, också uppvisade långvarig blödning samt pigmenterade
melanocyter i benmärgen. Fortsatta studier har visat att detta är en unik form av syndromisk albinism och kallas idag Hermasky-Pudlak syndrom (HPS, OMIM# 203300)
(Wei 2006). Det finns än så länge tio gener som bevisats vara kopplade till HPS, som därför delas upp i tio subtyper (Gil-Krzewska et al. 2017). Mutationer i dessa gener orsakar vanligtvis brister i biosyntes och funktion av lysosomrelaterade organeller. Exempel på
sådana organeller är melanoyter och ”pelleted dense granules”, som är essentiella för hud- och hår pigmentering respektive blodets koagulering (Huizing et al. 2001).
Chediac-Higashi syndromet (CHS, OMIM# 214500) kännetecknas av hypopigmentering i ögonen, hud och hår, blödningsbenägenhet, progressiv neurologisk dysfunktion, samt försämrad funktion av celler involverade i immunförsvaret (Perou et al. 1996, Durchfort et al.
2012). Patienter med CHS brukar uppvisa ovanligt stora lysosomrelaterade organeller förutom
”pelleted dense granules” som brukar vara frånvarande eller förekommer i låg koncentration (West 1986). Syndromet fick sitt namn av Chediac (1952) som var först med att beskriva syndromets hematologiska egenskaper, och Higashi (1953) som framhävde de enorma
”azurophilic granules” hos drabbade patienter (Introne et al. 1999).
Griscelli syndromet (GS) är ett syndrom med egenskaper som liknar CHS. Hypopigmenterat hår och hud och dysfunktionellt immunförsvar förekommer. Det som skiljer GS från CHS är
melanosomackumuleringeni melanocyterna som skapar pigmentklumpar, samt de normalstora cytoplasmiska ”granules” (Spritz 1999).
Det finns även andra syndrom som kan förekomma i kombination med albinism, som till exempel Angelman syndromet (AS) och Prader-Willi syndromet (PWS) (Simeonov et al.
2013).
Melanin och dess funktion
Albinismdrabbade människor tenderar att ha låga melaninhalter. Melaniner är en grupp av pigment som uppfyller många olika biologiska funktioner och finns hos djur, växter, bakterier och svampar (Wang & Hebert 2006). Genom pigmentering skyddar melaninet huden mot UV- strålning, vilket också utgör den allra viktigaste funktionen (d’Ischia et al. 2015). Dessutom skyddar melaninet näthinnans fotoreceporer från starkt ljus som försämrar deras funktion och underlättar deras återhämtning vid eventuell bländning (Gargiulo et al. 2009). Det finns också indikationer på att melanin ger ögonen skydd mot sjukdomar som eventuellt kan orsaka blindhet, men den bakomliggande mekanismen är ännu inte klargjord (Hu 2004, Hu et al.
2008). Hos människor ansvarar specialiserade dentritiska celler som kallas melanocyter för melaninbiosyntesen, också kallad melanogenes (Trüeb 2009). I melanocyterna finns
membranbundna organeller, så kallade melanosomer, som producerar och förvarar melaninet innan spridningen i kroppen (D’Mello et al. 2016). Det finns två typer av melanin som kan syntetiseras. Den huvudsakligen syntetiserade typen är eumelanin, ett svart- eller brunfärgat pigment, som har sitt ursprung från metaboliter av dopakrom, en produkt av L-DOPA. Den andra typen utgör ett röd-eller gulfärgat pigment så kallat feomelanin som kommer från metaboliter av katekolaminen cysteinyldopa (Ray et al. 2007). Intensiteten och de olika kombinationerna av dessa pigment är faktorerna som avgör hår-, hud- och ögonfärgen (Wang
& Hebert 2006).
Tyrosinas
Patienter med albinism presenterar ofta en försämrad tyrosinasaktvitet. Tyrosinas är ett
kopparinnehållande membranbundet glykoenzym som är fördelat bland alla domäner och dess funktion varierar beroende på enzymets domän. Hos svampar, växter och ryggradslösa
organismer spelar tyrosinas en viktig roll i det primära immunförsvaret, samtidigt som det skyddar bakteriers DNA från UV-skador. Hos däggdjur katalyserar tyrosinas tre essentiella reaktioner i melaninproduktionen i hudens och hårets melanocyter samt i ögats näthinna (Kanteev et al. 2015).
Struktur
Ett moget tyrosinas hos människan består av 529 aminosyror och är uppdelad i tre domäner; en centraldomän, en N-terminal domän och en C-terminal domän. Den centrala domänen består av sex histidin molekyler som bildar två bindningsregioner för kopparjoner (CuA och CuB). Denna är den mest konserverade domänen bland alla tyrosinaser. N-terminal domänen är 18
aminosyror lång och har en stor påverkan på proteinets veckning och mognad (van Gelder et al.
1997, Wang et al. 2005). Den C-terminala domänen är en 25 aminosyror lång hydrofob transmembrandomän som har stor betydelse för tyrosinasets transport genom cellen till melanosomerna (Beermann et al. 1995).
Mognad och transport
Tyrosinasets mognad börjar, som för de flesta andra proteinerna, i det endoplasmatiska nätverket (”endoplasmatic reticulum”, ER). Signalsekvenser nära den N-terminala domänen av det blivande proteinet känns igen av så kallade ”signal recognition particles” (SRPs) som binder till specifika receptorer på ER-membranet och tillåter polypeptidens translokation och translation i ER (Wang & Hebert 2006). Det första som sker vid denna punkt är klyvningen av N-terminal domänen som sedan frigörs i ER:s lumen. Detta är ett kritiskt steg i processen eftersom den N-terminala domänen kan interagera med ER-membranet på grund av sin hydrofoba egenskap och påverka det mognande proteinets rörlighet (Wang et al. 2005).
Därefter binder tre olika chaperoner till tyrosinaset: bindning immunoglobulin protein (BiP), calnexin (CNX) och calreticulin (CRT). Alla tre känner igen och binder till hydrofobiska överskott på proteinet och spelar en betydande roll i proteinveckningen. Dessutom bildar dessa chaperoner ett kontrollsystem som tillåter endast korrekt vikta proteiner att exporteras ur ER (Wang & Hebert 2006). Glykosylering av proteinet är också nödvändigt för att rätt vikning ska uppnås. Tyrosinas hos människor innehåller sju N-bundna glykosyleringsställen, varav sex befinner sig väldigt nära CuB bindningsregionen, där polysackarider fäster (Ray et al. 2007). För att stabilisera tyrosinasets slutgiltiga struktur bildas disulfidbryggor mellan cysteinöverskott på proteinets luminala sida. Det mänskliga tyrosinaset uppvisar 15
cysteinöverskott vilkas funktion inte är riktigt klar ännu. Disulfidbindningen katalyseras av proteinet ERp57 som interagerar med CNX och CRT (Wang et al. 2005).
Korrekt veckade tyrosinaser transporteras från ER till Golgi genom att inkorporeras i COPII transportvesiklar. Det är ännu inte känt om det finns några påverkande faktorer som leder till initiering av proteinets transport men aningar finns om att den sker på grund av exportsignaler som till exempel OCA2 och Tyrp1. Förutsatt att veckningen är korrekt, bearbetas
polysackariderna på tyrosinaset vidare i trans-Golgi network (TNG) och därefter laddas två kopparatomer på proteinets CuA och CuB-bindningsregioner. Därefter blir det fullständigt mogna och enzymatiskt aktiva tyrosinaset vidare transporterat från TNG till melanosomerna med hjälp av transportvesiklar (Wang & Hebert 2006).
Tyrosinas och OCA
OCA1 uppstår på grund av mutationer som leder till en bristande eller frånvarande tyrosinas- aktivitet. Patienter med OCA1A eller OCA1B presenterar bialleliska missense, nonsense eller frameshift mutationer i genen som kodar för tyrosinas som är placerad på kromosom 11q14.3 (Dolinska et al. 2017). Eftersom mutationerna uppstår direkt på TYR genen sker avbrottet av tyrosinasets mognad på ER-nivå. Det finns många olika mutationer i TYR genen som kan orsaka båda typerna av OCA1 har det visat sig att i ett flertal av fallen att sjukdomen har uppkommit på grund av ”sammansatt” heterozygositet. Detta innebär att sjukdomen är i ett heterozygot tillstånd och orsakas av två heterogena recessiva alleler vid ett specifikt locus. I vissa extremfall, och oftast vid inavel, kan det hända att OCA1 beror på samma mutation i båda allelerna och därmed vara i ett homozygot tillstånd (Carden et al. 1998).
Figur 1. Optiska chiasmen i nervsystemet hos en normal individ och en albinodrabbad individ. (Modifierad från Traboulsi & Green 2006)
Skillnaden mellan mutationerna som framkallar OCA1A och OCA1B är att i det första fallet kan tyrosinas aldrig uppvisa någon aktivitet, medan det i det andra fallet uppvisar en kraftigt minskad, men inte totalt frånvarande aktivitet, som kan öka med solexponering och åldrande.
Vid födseln är det svårt att skilja på de två typerna eftersom de båda uppvisar snarlika
fenotypiska drag, såsom vitt hår och hud samt mycket ljusa blåa ögon med genomskinligt iris.
Senare under uppväxten är det lättare att uppfatta olikheterna mellan dem, då OCA1B-
patienter presenterar ackumulering av det röd-gula pigmentet feomelanin (Giebel et al. 1991).
OCA2, som uppkommer på grund av mutationer i OCA2 genen, leder indirekt till tyrosinasets bristande förmåga att utföra sitt katalytiska uppdrag och därför kallades förr för ”tyrosinas- positiv albinism”. Denna gen är placerad på kromosom 15q11.2-q12 och dess transkript translateras till det 833 aminosyror långa 12-transmembranproteinet P (Simeonov et al.
2013). Människor som är drabbade av OCA2 brukar födas med minimal pigmentering som ökar och mörknar under vuxen ålder (Carden et al. 1998).
Det alla dessa tre albinismtyper har gemensamt är att de är förknippade till synproblem som dålig synskärpa, ögondarrning eller skelning. Personer med albinism uppvisar oftast dessa symptom på grund av störningar i anslutningen mellan ögon och hjärna. Hos en frisk individ är 45 % av axonerna som projicerar från retinans temporala sida till laterala knäkroppen i hjärnan okorsade i chiasmen (figur 1). Däremot är bara 10-20 % av dessa axoner okorsade hos människor med albinism. Detta leder till att signalerna som skickas till nackloben
representerar ett monokulärt synfält och därmed ger en asymmetrisk bild (Carroll et al. 1980).
Mekanismen bakom tyrosinasets påverkan på synsystemet är idag ännu inte klargjord men mycket tyder på att de flesta besvären uppstår på grund av ofullständig pigmentering i iris och retinala pigmentepitelet. Ett förslag är att tyrosinaset, förutom sin katalytiska funktion i
Figur 2. Biosyntes av eumelanin och feomelanin. Tyrosinas katalyserar omvandlingen av tyrosin till DOPA och sedan till Dopaquinon. Det har även en enzymatisk aktivitet vid konverting av DHI till Indol-5,6-quinon och DHICA till Indol-5,6-quinon karboxylsyra.
melaninbiosyntesen, också handlar som en nödvändig signalmolekyl vid korrekt projicering från retinala ganglieceller till laterala knäkroppen. Somliga experiment har även visat att tyrosinasets aktivitet är korrelerat till albinismens synrelaterade defekter på ett indirekt sätt.
Människor med albinism har en nedsatt tyrosinasaktivitet som leder till en minskad
koncentration av L-DOPA och dess metaboliska derivat som i sin tur spelar en viktig roll i melaninbiosyntesen och den retinala utvecklingen. Lavado et al. (2006) visade att möss med OCA1 som försågs med L-DOPA i rätt tidpunkt under den embryonala utvecklingen var kapabla att övervinna de albinismrelaterade visuella defekterna trots bristen på pigmentering (Lavado et al. 2006).
Melanogenes
Hos människor med albinism uppvisar melaninbiosyntesen brister. Melanogesen är en ganska komplicerad procedur hos däggdjur som innebär att tyrosin konverteras till antingen eumelanin eller feomelanin med hjälp av olika faktorer, varav tyrosinas utgör en av de viktigaste.
De första två stegen i melaninbiosyntesen är gemensamma för båda melanintyperna (figur 2).
Genom att utnyttja syre katalyserar tyrosinas det första och mest betydelsefulla steget i melaninproduktionen, där tyrosin hydroxyleras till 3,4-dihydroxyfenylalanin (DOPA). I nästa steg oxideras DOPA till dopaquinon, oftast med hjälp av tyrosinas, men även automatiskt vid tyrosinasets frånvaro. Syre krävs även i detta steg och snabbare resultat uppnås vid
tyrosinasets medverkan än vid självoxidering av DOPA. Dopaquinon kan därefter tranformeras till feomelaninprekursorn cysteinyldopa i närvaro av cystein, eller spontant omvandlas till dopakrom. Dopakromfår sedan 5,6-dihydroxyindol (DHI) och 5,6- dihydroxyindol-2- karboxylsyra (DHICA) som följdprodukter, som i sin tur leder till eumelaninprekursorerna indol-5,6-quinon respektive indol-5,6-quinonkarboxylsyra. Konvertering av DHI till indol-5,6- quinon är en reaktion som också katalyseras av tyrosinaset. Vid tranformation av dopakrom till DHICA och därefter till indol-5,6- quinonkarboxylsyra är tyrosinas-relaterade protein 2
(Tyrp2) respektive Tyrp1 och tyrosinas nödvändiga. Det är även bevisat att Tyrp1 stabiliserar tyrosinasets funktion (Kobayashi et al.
1994, Ray et al. 2007).
Forskning och viktiga upptäckter
Mutationer i OCA1
Det finns idag över 320 kända och identifierade mutationer som är kopplade till OCA1. Bland dessa är många insertioner, deletioner och substitutioner, varav de flesta är
missensemutationer, men det finns även nonsense och frameshift mutationer (Kalahroudi et al. 2014). Generellt varierar mutationerna stort mellan individer vilket gör att nya identifieras hela tiden. Detta leder till att det är svårt att studera och hitta en allmängiltig behandling mot OCA1. Det finns dock vissa mutationer som förekommer oftare än andra och är mer vanliga bland olika patienter. Dessutom har analyser av missensemutationerna i OCA1 visat att de ansamlas på kodande sekvenser som är av stor betydelse för tyrosinasets funktion.
Mutationerna förekommer i kluster på fem olika områden av tyroinas genens funktionella domäner. Två av dem är vid kopparbindningsregionerna CuA och CuB, en är emellan dessa två regioner, en är vid 3’ av CuB-regionen och en är mellan enzymets CuA- och N-
terminusdomän (Oetting 2000, Ray et al. 2007).
De två kopparatomerna hålls fast på Cu-bindningsregionerna med ett väldigt specifikt avstånd med hjälp av histidinligander. Datormodellering av den tredimensionella strukturen av de två Cu-bindningsregionerna har visat att missensemutationer i dessa regioner kan orsaka ändringar i sekundärstrukturen och därmed i histidinregionerna. Minsta lilla ändring som påverkar avståndet mellan kopparatomerna hindrar dem från att bilda peroxider av molekylärt syre som är en viktig komponent i tyrosinasets aktivitet (Oetting 2000, Ray et al. 2007). Ett exempel på en sådan mutation är den vanligt förekommande hos OCA1A- patienter R77Q (Dolinska et al.
2017).
Det finns även andra missensemutationer som kan orsaka tyrosinasets inkorrekta vikning och/eller glykosylering, vilket leder till att tyrosinaset inte kan lämna ER och transporteras till melanosomerna (Oetting 2000). De mutationerna uppkommer oftast i området mellan N- terminal och Cu-bindningsdomänen, vid de sju möjliga ställena där glykosylering vanligtvis sker (Dolinska et al. 2014). Ett representativt exempel på en sådan mutation är T373K, som är mycket vanlig hos OCA1A-drabbade individer (Dolinska et al. 2017).
Andra studerade mutationer som uppträder ganska ofta hos människor med OCA1B är R402Q, R422W, R422Q och P406L. Det speciella med de mutationerna är att de leder till uppträdandet av temperaturkänsliga fenotyper, vilket innebär att tyrosinaset degraderas mycket hastigare vid höra temperaturer (37 oC) och translokeras till melanosomerna som vanligt vid lägre
temperaturer (31 oC) (Dolinska et al. 2017). Dessa mutationer påträffas i CuB-
bindningsregionen och leder förmodligen till uppkomsten av missbildade enzym som inte kan lämna ER och påbörja melaninbiosyntesen i melanosomerna (Dolinska et al. 2014).
OCA2-proteinets påverkan på melanogenesen
För att studera och förstå OCA2-proteinets (eller P-proteinets) funktion har forskning utförts, mestadels på den murina pink-eyed dilution genen p som är den mänskliga analogen av OCA2 och tros ha liknande funktioner. Det murina p-proteinet har ganska tydligt visat sig vara
involverat i melaninproduktionen. Proteinets exakta funktion är dock ännu inte riktigt klargjord men många förslag om hur det påverkar melanogenesen har presenterats genom
åren. På grund av dess struktur är den med största sannolikhet någon typ av transportör. Vissa förslag på potentiella funktioner av p-proteinet som har uppenbarat sig är exempelvis pH- reglering av melanocyterna, kontroll av tyrosinas mognande och transport och kontroll av glutationmetabolismen (Puri et al. 2000, Chen et al. 2002, Staleva et al. 2002, Park et al.
2015).
Tyrosinas är ett enzym som blir starkt påverkat av pH:t i omgivningen. För att tyrosinasets aktivitet ska vara optimal krävs en relativt neutral miljö på ett pH-värde mellan 6-10 och
eftersom melanocyternas normala pH är lägre är en ökning nödvändig (Chen et al. 2002). Denna pH-reglering sker oftast med hjälp av jonbytare eller jonkanaler, vanligtvis ATP-drivna
protonpumpar (H+/ATPas) eller natrium/väteantiportör (Na+/H+-antiport) som växlar
extracellulära Na+ med intracellulära H+ (Smith et al. 2004). Många forskare är eniga om att p proteinet spelar en viktig roll i pH-regleringen, antingen direkt eller indirekt, genom att själv agera som en jonkanal eller antiportör. Teorin som stöds av flest forskare är att p, på något fortfarande oklart sätt, har stor betydelse i alkaliniseringen av melanocyternas pH. Påståenden finns om att proteinet reducerar H+-ATPasets funktion genom att transportera in joner som minskar H+ pumpande i cellen och på så sätt skapar en syra-bas-homeostas som är den mest gynnsamma för tyrosinasets verksamhet (Puri et al. 2000, Chen et al. 2002, Smith et al.
2004).
År 2014 studerade en forskningsgrupp från Brown University det mänskliga OCA2-proteinet och lyckades till sist sätta fingret på en av proteinets funktioner. Med hjälp av ”patch-clamp”- metoden mätte de anjonströmmarna i hela organellen och i enstaka jonkanaler. De lyckades visa att proteinet är nödvändigt för den korrekta funktionen av en ny jonkanal i melanosomernas membran som tidigare inte identifierats. Mätningarna tydde på att denna kanal reglerade flödet av negativt laddade kloridjoner in och ut ur melanosomerna med syfte
att reglera pH:t. I friska celler skapade den OCA2-medierade Cl--transporten en neutral miljö i melanosomerna, optimal för tyrosinasets aktivitet och melaninproduktionen. Detta beror troligtvis på att Cl--utflödet från melanosomerna reducerar H+-ATPasets aktivitet och därmed
minskar H+-inflödet i melanomens lumen. I melanosomer med frånvarande eller muterade OCA2-proteiner var inget Cl--utflöde observerat och ingen melaninproduktion kunde ske, förmodligen på grund av den sura miljön (Bellono et al. 2014).
Andra studier har visat att OCA2-proteinet snarare agerar i ER istället för melanocyterna som en tyrosinas-transportör, men det exakta ändamålet det är inte riktigt klart i dagens läge. Ett flertal forskare har undersökt om denna teori kan stämma, genom att studera det murina p- proteinet.
Gemensam för de flesta studierna var observationen vid användning av immunofluorescence, att de mogna tyrosinaserna blev misslokaliserade i p-mutantceller. I vildtypsceller brukar ett
prickigt mönster förekomma i melanocyterna, men i p-mutantcellerna befann sig tyrosinaserna i perinukleära området nära Golgi. Chen et al. (2002) visade att tyrosinaset förlorar sin korrekta veckning hos p-mutanter och blir därmed fast i ER eller utsöndrat i omgivningen istället för att transporteras till melanosomerna. I andra studier visades p-proteinet dessutom vara associerat till tyrosinasets proteolytiska klyvning
(Beermann et al. 1995, Toyofuku et al. 2002). Oavsett vilken av de funktionerna som är den rätta tyder resultaten från de flesta experimenten på att proteinet förmodligen har en viktig roll i posttranslationell mognad och transport av tyrosinas.
Baserat på detta antagande har vidare forskning visat att p kontrollerar tyrosinasets veckning genom att kontrollera glutationmetabolismen. Glutation (GSH) reducerar möjligtvis tyrosinasets aktivitet på ett direkt och ett indirekt sätt: antingen genom att reducera enzymets
kopparbindningar, eller indirekt genom att agera som reduktionsmedel som reverserar dopaquinon till DOPA (Jara et al. 1988). När GSH förekommer i låg halt i cellen produceras eumalnin och p påstås ha en sådan påverkan på GSH-transport att produktion av eumelanin gynnas (Staleva et al. 2002).
Potentiella läkemedel
De senaste åren har många försök till utveckling av ett läkemedel mot okulokutan albinism utförts. Hittills har inga fullständiga botemedel uppfunnits men däremot har metoder med hög potential att behandla sjukdomen föreslagits.
OCA1 behandlad med genterapi
En av de senaste pågående forskningarna angående behandling av albinism involverar genterapi.
Gargiulo et al. (2009) har bevisat att denna teknik har stor potential att utvecklas
till ett användbart verktyg i behandling av OCA1. Syftet med deras experiment var att studera de morfologiska och funktionella retinala konsekvenserna av tyrosinasets avsaknad i null- muterade möss och undersöka om konsekvenserna var reversibla vid tillsats av tyrosinas.
Studien utfördes med hjälp av adeno-asossierade virus (AAV)-baserade vektorer som har visat sig vara mycket användbara vid ersättning av muterade gener med andra önskvärda gener. I detta fall användes en AAV2/1 vektor som är ganska vanlig vid behandling av sjukdomar som främst påverkar retinala pigmentepitelet. Vektorn inneslöt genen som kodar för mänskligt tyrosinas (TYR), som med avseende på kodningssekvensen uppvisar84 % matchning med det murina tyrosinaset. AAV2/1 vektorn med hTYR injicerades i albinomöss
tillsammans med cytomegalovirus (CMV)-promotor med transkriptionskontrollerande syfte.
Resultaten visade på fem morfologiska synrelaterade symptom vid tyrosinasbrist i retinala pigmentcellerna; melaninbrist, minskat antal melanosomer, minskning av fotoreceptorer och retinal degradering på grund av miljöinducerat ljus, försämrad förmåga att återhämta
fotoreceptorfunktionen efter bländning och lägre känslighet vid svagt ljus. Alla dessa symptom gick dock att bekämpa betydligt genom komplementering av tyrosinas med hjälp av AAV- baserade vektorn, vilket tyder på att denna metod har möjligheten att återaktivera
melaninbiosyntesen i hypopigmenterade celler och därmed kanske behandla alla typer av albinism (Gargiulo et al. 2009).
Nitisinonbehandling av OCA1B
På senare år har en forskningsgrupp utvecklat en annan lovande behandling för OCA1B, då de lyckades bota möss med nedsatt tyrosinasaktivitet på grund av mutationer genom att använda nitisinon. Nitisinon [2(-2-nitro-4-trifluoromethylbenzoyl)-1,3-cyclohexanedione] är ett godkänt läkemedel av FDA (U.S. Food and Drug Administration) som används mot ärftlig tyrosinemi typ 1 (HT1), en sjukdom som innebär defekter i nedbrytningen av tyrosinöveskott.
Nitisinon inhiberar 4-hydroxyfenylpyruvt dioxygenas (HPPD), ett nyckelenzym i L-tyrosinets katabolism (figur 3). Detta leder till bristande fumarylacetoacetat hydrolas (FAH)-aktivitet och därmed undvikande av giftiga intermediärers ansamling. Dessa toxiska ämnen brukar vara skadliga för lever och njurar hos patienter med HT1 (Lock et al. 1998).
Figur 3. Nitisinonets påverkan på L-tyrosinets katabolism.
Onojafe et al. (2011) var först med att uttrycka idén om att det möjligtvis går att öka den cytoplasmatiska tyrosinkoncentrationen med hjälp av nitisinon och därmed kanske stabilisera tyrosinaktiviten och öka pigmenteringen hos albinismdrabbade individer. De antog att vid förbättring av pigmenteringen kan de okulära besvären som albinism medfört lindras.
Forskningen kring den teorin visade att användning av nitisinon kan inleda ökning av
tyrosinets koncentration i cytoplasman och följaktligen melaninproduktionen. För experimentets utförande användes två typer av möss; en OCA1A modell med mutationer i TYR genen och en OCA1B modell där lågt uttryck av ett temperaturkänsligt tyrosinas uppträdde. OCA1A- och OCA1B-drabbade mössen försågs dagligen med 4mg/kg nitisinon via sondmatning och undersöktes efter en månads behandling. I båda modellerna påträffades en tyrosinökning men bara OCA1B modellen uppvisade stabilisering av de muterade tyrosinaset och ökning av pigmentering i iris och päls. Starkare pigmentering och ökad melaninhalt var också synliga i retinala pigmentepitelets melanosomer hos OCA1B-drabbade möss. Dock förblev det fortfarande oklart om den ökade pigmenteringen hade förbättrande effekt på den visuella funktionen. Resultaten från denna studie antyder att ett nitisinoninspirerat läkemedel eventuellt skulle kunna utvecklas för att behandla okulokutan albinism typ IB (Onojafe et al. 2011).
Diskussion
Albinism är en generell term som beskriver en heterogen grupp av ärftliga genetiska recessiva sjukdomar som karaktäriseras av minskad pigmentering i hud, hår och ögon och som även associeras med synrelaterade defekter. Skelning, reducerad skärpa, ljuskänslighet och ögondarrning är också vanliga indikationer på albinism. Symtomen kan variera mellan olika albinismtyper.
Det har under en längre tid saknats djupare kunskap om albinismen, både på en biologisk och en molekylär nivå. Till en början trodde man att albinism delades upp i två huvudtyper, okulär och okulokutan albinism, beroende på om symtomen som uppvisades drabbade endast ögonen respektive ögonen och huden. Senare märkte man att symtomen inte var likadana hos alla patienter med okulokutan albinism. Genom inkuberingstester av hårsäckar kom forskare fram till att det fanns tre typer av okulokutan albinism; tyrosinas-positiv som var den mildare
varianten, tyrosinas-negativ som saknade pigment över huvud taget, och gul albinism som hade reducerad men inte frånvarande pigmentproduktion (Witkop et al. 1970, Nance et al.
1970). Denna klassificering var dock baserad på fenotyperna och ändrades senare när nyare studeringsmetoder introducerades. Idag delas okulokutan albinism upp i sju typer baserade på genotypen och troligtvis kommer fler typer att upptäckas. De tre tidigare typerna är nu kända som OCA2, OCA1A respektive OCA1B.
OCA1A-drabbade har oftast vitt hår, ögonbryn, ögonfransar och hud och kan inte bli solbrända.
Iriset är ljusblått eller genomskinligt och kan ibland uppfattas som rosa. Patienter med OCA1B tenderar att ha samma fenotyp som OCA1A vid tidigare år, och sedan utveckla små mängder pigment i ögon och hår. Däremot presenterar OCA2-drabbade lite pigment redan vid födseln och har generellt bättre syn än OCA1-patienter. Eftersom alla tre typer har ganska lika fenotypiska drag är det ofta svårt att bestämma vilken av dem patienten drabbats av. Det är därför vanligt att molekylära genetiska tester utförs, där mutationsanalys av avgörande gener såsom TYR och OCA2 genen sker (Grønskov et al. 2007). En korrekt diagnos ger möjligheten till de drabbade att behandla sjukdomen mer effektivt.
Eftersom det inte finns något direkt läkemedel än, behandlar man albinism på andra sätt genom att försöka få en tidig diagnos och sedan lindra effekterna av sjukdomen. Patienter med OCA har högre risk för basal- och skelettcancer i områden som utsätts för sol. Därför är det vanligt att albinos undviker långvarig vistelse i solen eller skyddar sig från den på bästa möjliga sätt genom att använda täckande kläder och hattar, solglasögon och solskyddsprodukter. Tidiga synundersökningar för att detektera brytningsfel brukar vara ett bra sätt få en tidig diagnos och hantera synproblemen innan de utvecklas och blir svårare att behandla. Det är vanligt med synnervsoperationer mot skelning och ögondarrning vilket kan hjälpa patienten att få förbättrad och kanske till och med återställd syn. Fotofobi kan också motarbetas genom att använda mörka glasögon eller nyanserade kontaktlinser för att skydda ögonen från starkt ljus.
OCA anses i nuläget vara en sjukdom utan botemedel men senare års forsking har gett upphov till nytt hopp. De senaste 20 åren har hundratals mutationer som är relaterade till OCA
identifierats vilket gör det lättare att få en mer komplett bild av sjukdomen. Dessa mutationer har utgjort och fortsätter att utgöra användbara utgångspunkter för vidare forskning inom området. Exempel på sådana mutationer är T373K, R77Q, R402Q, R422W, R422Q och
P406L som är bland de vanligt förekommande hos patienter med OCA1. Det som dessa och de flesta andra OCA-relaterade mutationerna generellt har gemensamt är att de uppträder i viktiga funktionella domäner på tyrosinaskodande genen. Detta kan exempelvis leda till att
kopparatomerna inte binder som de ska på proteinet eller att glykosylering av proteinet inte kan ske. Oavsett vilken effekt mutationen har är resultatet oftast detsamma; strukturella ändringar hos tyrosinaset som hindrar dess aktivitet i melaninbiosyntesen.
Många upptäckter har även gjorts vad gäller OCA2. OCA-proteinet, som uppvisar mutationer i denna albinismtyp, har visat sig ha en multipel roll i regleringen av melanogenesen. Genom att studera den murina varianten av OCA2-proteinet, p, har forskare kunnat identifiera vissa av de funktionerna. Kontroll av glutationmetabolismen, transport av tyrosinas från ER till
melanocyterna och reglering av melanocyternas pH är tre av de mest stödda teorierna. En studie inom området med stor tyngd, som utfördes av Bellono et al. 2014, visade att OCA2- proteinet spelar en betydlig roll i den korrekta funktionen av en jonkanal som reglerar utflödet av kloridjoner från melanocyterna och kan användas som ett läkemedelsmål. Detta utflöde ökar H+-ATPasets aktivitet som pumpar ut H+ ur melanosomen och därmed skapar en optimal neutral miljö för tyrosinasets aktivitet. Denna studie var betydelsefull eftersom den var först med att faktiskt bevisa, genom att använda ”patch-clamp”-metoden, att jonkanaler är
nödvändiga för melanosomernas verksamhet. Detta gick inte att bevisa tidigare eftersom melanosomerna är för små för att deras elektriska strömning ska kunna mätas. Förutom upptäckten i sig, introducerade denna studie även en ny metod för att studera melanosomernas egenskaper.
Det finns också två andra behandlingar som uppvisat störst potential att kunna utvecklas till ett eventuellt läkemedel mot albinism. Den första innebär genterapi med hjälp av adeno-
assosierade virusvektorer (AAV-vektorer) och den andra bygger på förbrukning av nitisinon.
Försök av båda behandlingarna har utförts i möss, drabbade av OCA1, och uppvisat en lyckad behandling av sjukdomens pigment- och syndefekter.
Behandling av albinism med AAV framstår som ett mycket lovande genterapi-protokoll.
Fördelen med denna behandling är att den på gennivå byter ut den muterade sekvensen mot en ny fungerande sekvens och ger patienten chansen att leva ett friskt liv. Tillgängligheten av dussintals AAV-serotypvarianter är också en omständighet som gör denna behandling mycket fördelaktig. Man har möjlighet att rekombinera och ”skräddarsy” vektorer så att de kan leverera det genetiska materialet i princip i vilken cell som helst och detta ger behandlingen hög
transduktionseffektivitet och specificitet. Dock så är den största nackdelen med denna metod att AAV-vektorer inte kan bära på stora gener vilket gör det svårt att tillämpa denna
behandlingsteknik hos människor.
Nitisonon, som sedan tidigare använts mot ärftlig tyrosinemi typ 1, visade sig även ha botande effekter mot OCA1B. Den viktigaste fördelen med denna behandling är att den har använts hos människor i ett flertal år och är väl studerad. Alla bakomliggande mekanismer är redan
undersökta och sidoeffekterna är idag kända. Dessutom är nitisinon redan godkänt av FDA vilket betyder att den har låg skadlig påverkan. Däremot presenterar läkemedlet bieffekter som exempelvis minskning av tyrosinnivåerna i cytoplasman. Denna bieffekt går dock att bekämpa genom att ha en lågproteinkost.
Även fast det finns förslag på potentiella läkemedel mot albinism, kan de inte verkställas eftersom det inte finns tillräckligt starka bevis som påvisar deras fullständiga framgång.
Därutöver är det väldigt svårt att hitta en behandling som passar alla albinismtyper eller patienter eftersom de flesta albinismtyperna uppstår på grund av individuella mutationer som inte är vanligt förekommande. Det kan också finnas påverkande variabler eller förhållanden som måste tas i åtanke vid konstruktion av ett läkemedel. Ett exempel på en sådan variabel är melanocyternas pH. Studier har visat att pH:t varierar beroende på skinntyp. Melanocyter i ljusare hy uppvisar en betydligt försvagad tyrosinasaktivitet vilket tyder på att dessa celler har ett lägre pH (Smith et al. 2004). Detta kan innebära att ett läkemedel som reglerar pH:t i melanocyterna möjligtvis inte är lika effektiv hos mörkhyade som hos ljushyade patienter.
En viktig faktor som har medfört en ökad kvalitet på forskningsresultaten är de förbättrade teknikerna som används och de kommer fortsätta att utvecklas. Användningen av storskaliga sekvenseringsmetoder är exempelvis en sådan teknik som kommer i hög grad att underlätta upptäckten av nya gener som ansvarar för albinism och bidra till korrelationsstudier mellan genotyp och fenotyp. Detta lägger grunden för en korrekt förståelse av de kliniska
egenskaperna hos sjukdomen.
Forskningen om albinism verkar ha gått långsamt framåt sedan den startade, sannolikt på grund av att sjukdomen inte verkade vara en så allvarlig art. På de senaste åren har ämnet blivit aktuellt igen och många revolutionära studier som har lagt nya, mer pålitliga grunder för framtida studier har utförts. Förhoppningsvis kommer dessa kunskaper påskynda utvecklingen av forskingen inom området. Det är viktigt att ett läkemedel mot okulokutan albinism
framställs, inte bara för OCA-patienternas skull, men även för de som drabbas av andra syndrom – som exempelvis Hermasky-Pudlak, Angelman och Prader-Willi – där albinism endast utgör en del av sjukdomen. För tillfället ser det ut som att de vetenskapliga insatserna
har satt forskningen på rätt spår och att uppkomsten av ett läkemedel inte är långt ifrån oss.
Trots att det inte har utvecklats fullständiga botemedel ännu är ändå all forskning viktig eftersom den bidrar med en kuskapsbit i albinismens helhetsbild.
Tack
Tack till min handledare Helena Jankovic Malmström för vägledningen och råden. Jag vill också tacka mina medstudenter Erik och Svana för deras hjälpsamma återkopplingar med bra tips och observationer. Sist vill jag tacka min fina vän Kalle för hans moraliska stöd i krisande stunder.
Källförteckning
Beermann, Orlow SJ, Boissy RE, Schmidt A, Boissy YL, Lamoreux ML. 1995. Misrouting of tyrosinase with a truncated cytoplasmic tail as a result of the murine platinum (cp) mutation. Experimental Eye Research 61: 599–607.
Bellono, Escobar IE, Lefkovith AJ, Marks MS, Oancea E. 2014. An intracellular anion channel critical for pigmentation. eLife 3: e04543.
Boissy, Zhao H, Oetting WS, Austin LM, Wildenberg SC, Boissy YL, Zhao Y, Sturm RA, Hearing VJ, King RA, Nordlund JJ. 1996. Mutation in and lack of expression of tyrosinase-related protein-1 (TRP-1) in melanocytes from an individual with brown oculocutaneous albinism: a new subtype of albinism classified as “OCA3”. American Journal of Human Genetics 58: 1145–1156.
Bonaventure, Domingues MJ, Larue L. 2013. Cellular and molecular mechanisms controlling the migration of melanocytes and melanoma cells. Pigment Cell & Melanoma Research 26: 316–325.
Carden, Boissy R, Schoettker P, Good W. 1998. Albinism: modern molecular diagnosis. The British Journal of Ophthalmology 82: 189–195.
Carroll, Jay BS, McDonald WI, Halliday AM. 1980. Pattern evoked potentials in human albinism. Journal of the Neurological Sciences 48: 265–286.
Chen, Manga P, Orlow SJ. 2002. Pink-eyed Dilution Protein Controls the Processing of Tyrosinase. Molecular Biology of the Cell 13: 1953–1964.
d’Ischia, Wakamatsu K, Cicoira F, Di Mauro E, Garcia-Borron JC, Commo S, Galván I, Ghanem G, Kenzo K, Meredith P, Pezzella A, Santato C, Sarna T, Simon JD, Zecca L, Zucca FA, Napolitano A, Ito S. 2015. Melanins and melanogenesis: from pigment cells to human health and technological applications. Pigment Cell & Melanoma Research 28: 520–544.
D’Mello, Finlay GJ, Baguley BC, Askarian-Amiri ME. 2016. Signaling Pathways in Melanogenesis. International Journal of Molecular Sciences, doi
10.3390/ijms17071144.
Dolinska, Kovaleva E, Backlund P, Wingfield PT, Brooks BP, Sergeev YV. 2014. Albinism- Causing Mutations in Recombinant Human Tyrosinase Alter Intrinsic Enzymatic Activity. PLOS ONE 9: e84494.
Dolinska, Kus NJ, Farney SK, Wingfield PT, Brooks BP, Sergeev YV. 2017. Oculocutaneous albinism type 1: link between mutations, tyrosinase conformational stability, and enzymatic activity. Pigment Cell & Melanoma Research 30: 41–52.
Durchfort, Verhoef S, Vaughn MB, Shrestha R, Adam D, Kaplan J, Ward DM. 2012. The enlarged lysosomes in beigej cells result from decreased lysosome fission and not increased lysosome fusion. Traffic (Copenhagen, Denmark) 13: 108–119.
Fang, Tsuji Y, Setaluri V. 2002. Selective down‐regulation of tyrosinase family gene TYRP1 by inhibition of the activity of melanocyte transcription factor, MITF. Nucleic Acids Research 30: 3096–3106.
Gargiulo, Bonetti C, Montefusco S, Neglia S, Di Vicino U, Marrocco E, Corte MD, Domenici L, Auricchio A, Surace EM. 2009. AAV-mediated Tyrosinase Gene Transfer Restores Melanogenesis and Retinal Function in a Model of Oculo-cutaneous Albinism Type I (OCA1). Molecular Therapy: the Journal of the American Society of Gene Therapy 17: 1347–1354.
Giebel, Tripathi RK, Strunk KM, Hanifin JM, Jackson CE, King RA, Spritz RA. 1991.
Tyrosinase gene mutations associated with type IB (“yellow”) oculocutaneous albinism. American Journal of Human Genetics 48: 1159–1167.
Gil-Krzewska, Murakami Y, Peruzzi G, O’Brien KJ, Merideth MA, Cullinane AR, Gahl WA, Coligan JE, Gochuico BR, Krzewski K. 2017. Natural killer cell activity and
dysfunction in Hermansky-Pudlak syndrome. British Journal of Haematology 176:
118–123.
Ginger, Askew SE, Ogborne RM, Wilson S, Ferdinando D, Dadd T, Smith AM, Kazi S,
Szerencsei RT, Winkfein RJ, Schnetkamp PPM, Green MR. 2008. SLC24A5 Encodes a trans-Golgi Network Protein with Potassium-dependent Sodium-Calcium Exchange Activity That Regulates Human Epidermal Melanogenesis. Journal of Biological Chemistry 283: 5486–5495.
Grønskov, Dooley CM, Østergaard E, Kelsh RN, Hansen L, Levesque MP, Vilhelmsen K, Møllgård K, Stemple DL, Rosenberg T. 2013. Mutations in C10orf11, a Melanocyte- Differentiation Gene, Cause Autosomal-Recessive Albinism. The American Journal of Human Genetics 92: 415–421.
Grønskov, Ek J, Brondum-Nielsen K. 2007. Oculocutaneous albinism. Orphanet Journal of Rare Diseases 2: 43.
Hawkes, Cassidy PB, Manga P, Boissy RE, Goldgar D, Cannon-Albright L, Florell SR, Leachman SA. 2013. Report of a Novel OCA2 Gene Mutation and an Investigation of Two OCA2 Variants on Melanoma Predisposition in a Familial Melanoma Pedigree.
Journal of dermatological science 69: 30–37.
Hu. 2004. Photobiology of Ocular Melanocytes and Melanoma. Photochemistry and Photobiology, doi 10.1562/2004-08-24-IR-289.
Hu, Simon JD, Sarna T. 2008. Role of Ocular Melanin in Ophthalmic Physiology and Pathology. Photochemistry and Photobiology 84: 639–644.
Huizing, Anikster Y, Fitzpatrick DL, Jeong AB, D’Souza M, Rausche M, Toro JR, Kaiser- Kupfer MI, White JG, Gahl WA. 2001. Hermansky-Pudlak Syndrome Type 3 in Ashkenazi Jews and Other Non–Puerto Rican Patients with Hypopigmentation and Platelet Storage-Pool Deficiency. The American Journal of Human Genetics 69:
1022–1032.
Ibarrola-Villava, Hu H-H, Guedj M, Fernandez LP, Descamps V, Basset-Seguin N, Bagot M, Benssussan A, Saiag P, Fargnoli MC, Peris K, Aviles JA, Lluch A, Ribas G, Soufir N.
2012. MC1R, SLC45A2 and TYR genetic variants involved in melanoma susceptibility in Southern European populations: Results from a Meta-analysis. European Journal of Cancer 48: 2183–2191.
Introne, Boissy RE, Gahl WA. 1999. Clinical, Molecular, and Cell Biological Aspects of Chediak–Higashi Syndrome. Molecular Genetics and Metabolism 68: 283–303.
Jara, Aroca P, Solano F, Martinez JH, Lozano JA. 1988. The role of sulfhydryl compounds in mammalian melanogenesis: the effect of cysteine and glutathione upon tyrosinase and the intermediates of the pathway. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects 967: 296–303.
Kalahroudi, Kamalidehghan B, Kani AA, Aryani O, Tondar M, Ahmadipour F, Chung LY, Houshmand M. 2014. Two Novel Tyrosinase (TYR) Gene Mutations with Pathogenic Impact on Oculocutaneous Albinism Type 1 (OCA1). PLOS ONE 9: e106656.
Kamaraj, Purohit R. 2014. Mutational Analysis of Oculocutaneous Albinism: A Compact Review. BioMed Research International 2014: e905472.
Kanteev, Goldfeder M, Fishman A. 2015. Structure–function correlations in tyrosinases.
Protein Science : A Publication of the Protein Society 24: 1360–1369.
Kausar, Bhatti M, Ali M, Shaikh R, Ahmed Z. 2013. OCA5, a novel locus for non-syndromic oculocutaneous albinism, maps to chromosome 4q24. Clinical Genetics 84: 91–93.
King, Pietsch J, Fryer JP, Savage S, Brott MJ, Russell-Eggitt I, Summers CG, Oetting WS.
2003. Tyrosinase gene mutations in oculocutaneous albinism 1 (OCA1): definition of the phenotype. Human Genetics 113: 502–513.
Kobayashi, Imokawa G, Bennett DC, Hearing VJ. 1998. Tyrosinase Stabilization by Tyrp1 (the brown Locus Protein). Journal of Biological Chemistry 273: 31801–31805.
Kobayashi, Urabe K, Winder A, Jiménez-Cervantes C, Imokawa G, Brewington T, Solano F, García-Borrón JC, Hearing VJ. 1994. Tyrosinase related protein 1 (TRP1) functions as a DHICA oxidase in melanin biosynthesis. The EMBO Journal 13: 5818–5825.
Lamason, Mohideen M-APK, Mest JR, Wong AC, Norton HL, Aros MC, Jurynec MJ, Mao X, Humphreville VR, Humbert JE, Sinha S, Moore JL, Jagadeeswaran P, Zhao W, Ning G, Makalowska I, McKeigue PM, O’Donnell D, Kittles R, Parra EJ, Mangini NJ,
Grunwald DJ, Shriver MD, Canfield VA, Cheng KC. 2005. SLC24A5, a Putative Cation Exchanger, Affects Pigmentation in Zebrafish and Humans. Science 310:
1782–1786.
Lavado, Jeffery G, Tovar V, Villa P, Montoliu L. 2006. Ectopic expression of tyrosine hydroxylase in the pigmented epithelium rescues the retinal abnormalities and visual function common in albinos in the absence of melanin. Journal of Neurochemistry 96:
1201–1211.
Lock, Ellis MK, Gaskin P, Robinson M, Auton TR, Provan WM, Smith LL, Prisbylla MP, Mutter LC, Lee DL. 1998. From toxicological problem to therapeutic use: The discovery of the mode of action of 2-(2-nitro-4-trifluoromethylbenzoyl)-1,3- cyclohexanedione (NTBC), its toxicology and development as a drug. Journal of Inherited Metabolic Disease 21: 498–506.
Mauri, Barone L, Al Oum M, Del Longo A, Piozzi E, Manfredini E, Stanzial F, Benedicenti F, Penco S, Patrosso MC. 2014. SLC45A2 mutation frequency in Oculocutaneous
Albinism Italian patients doesn’t differ from other European studies. Gene 533: 398–
402.
Meredith, Sarna T. 2006. The physical and chemical properties of eumelanin. Pigment Cell Research 19: 572–594.
Nance, Jackson CE, Witkop CJ. 1970. Amish albinism: a distinctive autosomal recessive phenotype. American Journal of Human Genetics 22: 579–586.
Oetting. 2000. The Tyrosinase Gene and Oculocutaneous Albinism Type 1 (OCA1): A Model for Understanding the Molecular Biology of Melanin Formation. Pigment Cell Research 13: 320–325.
Oetting, Brilliant MH, King RA. 1996. The clinical spectrum of albinism in humans.
Molecular Medicine Today 2: 330–335.
Onojafe, Adams DR, Simeonov DR, Zhang J, Chan C-C, Bernardini IM, Sergeev YV, Dolinska MB, Alur RP, Brilliant MH, Gahl WA, Brooks BP. 2011. Nitisinone improves eye and skin pigmentation defects in a mouse model of oculocutaneous albinism. The Journal of Clinical Investigation 121: 3914–3923.
Park, Morya VK, Nguyen DH, Singh BK, Lee H-B, Kim E-K. 2015. Unrevealing the role of P- protein on melanosome biology and structure, using siRNA-mediated down regulation of OCA2. Molecular and Cellular Biochemistry 403: 61–71.
Perou, Moore KJ, Nagle DL, Misumi DJ, Woolf EA, McGrail SH, Holmgren L, Brody TH, Dussault BJ, Monroe CA, Duyk GM, Pryor RJ, Li L, Justice MJ, Kaplan J. 1996.
Identification of the murine beige gene by YAC complementation and positional cloning. Nature Genetics 13: 303–308.
Puri, Gardner JM, Brilliant MH. 2000. Aberrant pH of Melanosomes in Pink-Eyed Dilution (p) Mutant Melanocytes. Journal of Investigative Dermatology 115: 607–613.
Ramsay, Colman MA, Stevens G, Zwane E, Kromberg J, Farrall M, Jenkins T. 1992. The tyrosinase-positive oculocutaneous albinism locus maps to chromosome 15q11.2-q12.
American Journal of Human Genetics 51: 879–884.
Ray, Chaki M, Sengupta M. 2007. Tyrosinase and ocular diseases: Some novel thoughts on the molecular basis of oculocutaneous albinism type 1. Progress in Retinal and Eye Research 26: 323–358.
Roma, Ferrante P, Guardiola O, Ballabio A, Zollo M. 2007. New mutations identified in the ocular albinism type 1 gene. Gene 402: 20–27.
Rosenberg, Schwartz M. 1998. X-linked ocular albinism: prevalence and mutations – a national study. , Published online: 21 December 1998; | doi:101038/sj.ejhg5200226, doi
10.1038/sj.ejhg.5200226.
Simeonov, Wang X, Wang C, Sergeev Y, Dolinska M, Bower M, Fischer R, Winer D,
Dubrovsky G, Balog JZ, Huizing M, Hart R, Zein WM, Gahl WA, Brooks BP, Adams DR. 2013. DNA Variations in Oculocutaneous Albinism: An Updated Mutation List and Current Outstanding Issues in Molecular Diagnostics. Human mutation 34: 827–
835.
Smith, Spaulding DT, Glenn HM, Fuller BB. 2004. The relationship between Na+/H+
exchanger expression and tyrosinase activity in human melanocytes. Experimental Cell Research 298: 521–534.
Spritz. 1999. Multi-organellar disorders of pigmentation: tied up in traffic. Clinical Genetics 55: 309–317.
Staleva, Manga P, Orlow SJ. 2002. Pink-eyed Dilution Protein Modulates Arsenic Sensitivity and Intracellular Glutathione Metabolism. Molecular Biology of the Cell 13: 4206.
Toyofuku, Valencia JC, Kushimoto T, Costin G-E, Virador VM, Vieira WD, Ferrans VJ, Hearing VJ. 2002. The Etiology of Oculocutaneous Albinism (OCA) Type II: The Pink Protein Modulates the Processing and Transport of Tyrosinase. Pigment Cell Research 15: 217–224.
Tripathi, Hearing VJ, Urabe K, Aroca P, Spritz RA. 1992. Mutational mapping of the catalytic activities of human tyrosinase. Journal of Biological Chemistry 267: 23707–
23712.
Trüeb. 2009. Oxidative Stress in Ageing of Hair. International Journal of Trichology 1: 6–14.
van Gelder, Flurkey WH, Wichers HJ. 1997. Sequence and structural features of plant and fungal tyrosinases. Phytochemistry 45: 1309–1323.
Wang, Daniels R, Hebert DN. 2005. The Cotranslational Maturation of the Type I Membrane Glycoprotein Tyrosinase: The Heat Shock Protein 70 System Hands Off to the Lectin- based Chaperone System. Molecular Biology of the Cell 16: 3740–3752.
Wang, Hebert DN. 2006. Tyrosinase maturation through the mammalian secretory pathway:
bringing color to life. Pigment Cell Research 19: 3–18.
Wei A-H, Zang D-J, Zhang Z, Liu X-Z, He X, Yang L, Wang Y, Zhou Z-Y, Zhang M-R, Dai L-L, Yang X-M, Li W. 2013. Exome Sequencing Identifies SLC24A5 as a Candidate Gene for Nonsyndromic Oculocutaneous Albinism. Journal of Investigative
Dermatology 133: 1834–1840.
Wei ML. 2006. Hermansky–Pudlak syndrome: a disease of protein trafficking and organelle function. Pigment Cell Research 19: 19–42.
West. 1986. Chédiak-Higashi syndrome neutrophils are characterized by the absence of both normal azurophilic granules. The American journal of pathology 122: 177–189.
Witkop, Nance WE, Rawls RF, White JG. 1970. Autosomal recessive oculocutaneous albinism in man. Evidence for genetic heterogeneity. American Journal of Human Genetics 22:
55–74.
Etikbilaga – Bör resurser läggas ned på forskning av en ”obotlig” sjukdom som albinism?
Albinism bekämpas idag genom att behandla symptomen och lindra den fysiska och psykiska smärtan som den framkallar hos de drabbade. Men hittills har inget läkemedel uppfunnits som har lyckats bota någon av de existerande albinismtyperna. Trots att forskning pågår kring ämnet så åstadkommer man framsteg väldigt långsamt, vilket ger intrycket av att sjukdomen inte upplevs vara så allvarlig. Detta väcker frågor som exempelvis bör man lägga resurser på forskning kring albinism och uppkomsten av ett botemedel för den?
En av de vanligaste uppfattningarna om albinism är att den bara drabbar utseendet hos en individ och inte är livshotande. Varför är det då viktigt att lägga fokus, resurser och arbete på en sjukdom som inte är så farlig när man kan lägga de på många andra dödliga sjukdomar, som exempelvis cancer? Detta utgör huvudsakliga argumentet mot att lägga resurser på forskningen inom ämnet.
Generellt råder en stor okunskap om albinism i världen och inställningen många har kring ämnet är oftast felaktig. Faktum är att de flesta inte är medvetna om att det finns ett flertal andra symptom än påverkan på utseendet och vad de har för följder. Till exempel har många drabbade individer uppvisat större risk att få hudcancer på grund av melaninbristen. Nästan alla albinismtyper medför även synproblem såsom skelning, ljuskänslighet, nedsatt synskärpa och partiell blindhet. Det är dessutom vissa albinismassocierade syndrom som ger ökad blödningsbenägenhet och patienter riskerar att dö av blodförlust.
Utöver de fysiska konsekvenserna drabbas albinismpatienter även av sociala konsekvenser, speciellt i länder med låg utbildningsnivå och hög fattigdom. Ett vanligt exempel är Tanzania, där folk anser albinism som en typ av förbannelse. Albinos blir jagade, attackerade och
slaktade. Detta sker på grund av den felaktiga uppfattningen lokalbefolkningen har om att albinos är spöken med helande krafter. Desperationen, fattigdomen och okunskapen har lett till att människor dödar albinos och säljer deras kroppsdelar för en stor summa.
Kroppsdelarna används till bland annat häxkonst. Om ett läkemedel mot albinism existerade skulle tusentals sjuka människor få möjligheten att blir befriade från sådana situationer och kunna leva ett normalt liv.
Med dessa anledningar – och många andra – i åtanke måste albinismfrågan ställas mer i fokus. Det är viktigt att kunskaperna om albinismen lyfts fram och utvecklas, dels för att öka chanserna för uppfinning av ett eventuellt läkemedel, och dels för att hindra diskrimineringen av albinismdrabbade individer. Oavsett om det är en livshotande sjukdom eller inte så är det fortfarande en sjukdom som drabbar tusentals människor årligen och medför många fysiska och psykiska komplikationer. Det är viktigt att människor får en djupare förståelse för denna sjukdom och ger albinos chans att anpassa sig i samhället. Albinism är därför en väldigt aktuell fråga som förtjänar större uppmärksamhet och därför borde fler resurser läggas ned på forskningen.
