Molecular-genetic mechanisms of the interaction between processes of cell response to mechanical stress and neuronal apoptosis in primary open-angle glaucoma

Abstract

Glaucoma is a chronic and progressive disease, which affects more than 60 million people worldwide. Pri mary open-angle glaucoma (POAG) is one of the most common forms of glaucoma. For example, about 2.71 million people in the USA had primary open-angle glaucoma in 2011. Currently POAG is a major cause of irreversible vision loss. In patients with treated open-angle glaucoma the risk of blindness reached to be about 27 %. It is known that the death of optic nerve cells can be triggered by mechanical stress caused by increased intraocular pressure, which induces neuronal apoptosis and is observed in patients with POAG. Currently, there is a large number of scientific publications describing proteins and genes involved in the pathogenesis of POAG, including neuronal apoptosis and the cell response to mechanical stress. However, the molecu lar-genetic mechanisms underlying the pathophysiology of POAG are still poorly understood. Reconstruction of associative networks describing the functional interactions between these genes/proteins, including biochemical reactions, regulatory interactions, transport, etc., requires the use of methods of automated knowledge Глаукома -хроническое, прогрессирующее заболевание, кото-рым страдают более 60 млн человек в мире. Первичная открыто-угольная глаукома (ПОУГ) занимает одно из первых мест по рас-пространенности среди различных форм глаукомы. Например, в 2011 г. эта форма заболевания наблюдалась более чем у 2.7 млн человек в США. В настоящее время ПОУГ является основной при-чиной необратимой потери зрения. У больных с открытоуголь-ной глаукомой риск слепоты достигает 27 %, даже несмотря на проводимое лечение. Известно, что гибель клеток зрительного нерва может быть спровоцирована механическим стрессом, вы-званным повышенным внутриглазным давлением, наблюда ющим-ся при ПОУГ, индуцирующим нейрональный апоптоз. В настоящее время существует огромное количество научных публикаций, описывающих белки и гены, которые участвуют в патогенезе ПОУГ, в том числе в нейрональном апоптозе и клеточном ответе на механический стресс. Тем не менее молекулярно-генетические механизмы, лежащие в основе патофизиологии ПОУГ, до сих пор плохо изучены. Реконструкция ассоциативных генных сетей, опи-сывающих функциональные взаимодействия между этими генами/ белками, включая биохимические реакции, регуляторные взаимо-действия, события транспорта и т. д., требует использования методов автоматизированного извлечения знаний из текстов научных публикаций. В работе проанализированы ассоциативные сети, описывающие молекулярно-генетические взаимодействия между белками и генами, вовлеченными в ответ клетки на меха-нический стресс (ОКМС), нейрональный апоптоз и патогенез ПОУГ. Показано, что гены, ассоциированные с ПОУГ, статистически значимо чаще, чем ожидалось по случайным причинам, представ-лены среди генов, участвующих во взаимодействии между ОКМС и нейрональным апоптозом, что может быть важным фактором, влияющим на гибель ганглиозных ретинальных клеток при ПОУГ. Ключевые