Нов тип генна терапия, която създава нови връзки между нервните клетки в окото, даде на сляп човек ограничено зрение.

58-годишният мъж има генетично заболяване, наречено ретинис пигментоза, при което клетките на ретината умират. Преди лечението, известно като оптогенетична терапия, мъжът можел да открие малко светлина, но не можел да види движение или предмети. Сега той може да вижда и брои предмети и дори съобщава, че може да види белите ивици на пешеходна пътека, съобщават изследователите в Nature Medicine. Зрението му все още е ограничено и изисква да носи специални очила, които изпращат импулси светлина към третираното око.

„Вълнуващо е. Наистина е добре да го видим да работи и да получи някои категорични отговори от пациентите “, казва Дейвид Бърч, експерт по дегенерация на ретината в Фондацията на ретината в Югозапад в Далас. Бърч е провеждал клинични изпитвания на други оптогенетични терапии, но не е участвал в това проучване.

Човек, който има дегенеративно очно заболяване, е в състояние да открие светлина, но обикновено не може да фокусира предмети. След оптогенетична терапия и месеци тренировки със специални очила, които изпращат импулси светлина към третираното му око, той успя да види книга и бутилка дезинфектант за ръце на маса.

Изследователите работят повече от десетилетие върху оптогенетични терапии за възстановяване на зрението при хора с дегенеративни очни заболявания, като пигментозен ретинит (SN: 5/15/15). Терапията включва използване на светлочувствителен протеин, за да накара нервните клетки да изстрелват сигнал към мозъка при удар с определена дължина на вълната на светлината.

Оптогенетичната терапия се различава от традиционната генна терапия, която замества дефектната версия на гена със здрава. Също така се различава от генното редактиране, което използва молекулярни инструменти като CRISPR / Cas9, за да фиксира болестотворни варианти в определени гени. През 2017 г. Американската администрация по храните и лекарствата одобри традиционна генна терапия, която лекува редки форми на наследствена слепота, причинени от мутации в гена RPE65. И други изследователи правят клинични изпитания за редактиране на гени, за да коригират една конкретна мутация, която причинява наследствена форма на слепота, наречена Leber вродена амавроза 10 (SN: 8/14/19).

Тези терапии могат да спрат или забавят прогресията на дегенеративните очни заболявания, но не помагат на хора, които вече са загубили зрението, казва Ботонд Роска, невролог и генотерапевт в Института по молекулярна и клинична офталмология в Базел и Университета в Базел в Швейцария. Генната терапия и редактирането на гени също са насочени само към определени гени, но ретинис пигментоза може да бъде причинена от промени във всеки един от повече от 50 гена. Оптогенетичната терапия може да помогне на хора, които са загубили зрението си от много заболявания, независимо от генните промени, които ги причиняват. Такива заболявания потенциално включват дегенерация на макулата, която засяга милиони хора по целия свят.

По-ранните версии на оптогенетичната терапия използваха протеин, наречен канародопсин-2 от водорасли, за да накарат нервните клетки да реагират на светлината. Този протеин изисква много ярка синя светлина, за да работи. „Това е като да се взираш в слънцето в пустинята“, казва Хосе-Ален Сахел, офталмолог и специалист по ретина в Университета в Питсбърг и Университета Сорбона в Париж. Нивото на светлина, необходимо за включване на протеина, може да убие всички останали клетки в ретината. Така че Сахел, Роска и колеги разработили терапията си, използвайки различен светлочувствителен протеин, който реагира на кехлибарена светлина, която нанася по-малко щети на клетките, отколкото сините или зелените дължини на вълната.

Екипът използва вирус, наречен аденоасоцииран вирус, за да предостави инструкции за направата на протеина на определени клетки в очите на мъжа. Екипът избра да вмъкне инструкциите в слой от нервни клетки, наречени ганглиозни клетки.

Ретината има три слоя: пръчки за събиране на светлина и конуси са в задната част на ретината. Тези фоторецепторни клетки са първите, които умират при дегенеративното заболяване. След това идва слой от нервни клетки, известни като биполярни клетки. Те обработват визуална информация и предават сигнали на ганглиозни клетки в третия слой. Ганглиозните клетки излъчват съобщения към зрителните центрове в мозъка.

Някои изследователи, включително екипът на Сахел и Роска, също експериментират с вмъкване на оптогенетични протеини в биполярни клетки, спящи конуси (такива, които са загубили функция, но не са умрели) или други нервни клетки. Но ганглиозните клетки бяха най-лесната цел, казва Роска. Те могат да бъдат достигнати чрез просто инжектиране на вируса в центъра на окото. И ганглиозните клетки се залепват дълго след като пръчките, конусите и биполярните клетки са умрели.

Французинът все още не вижда без специални очила, които изпращат импулси от кехлибарена светлина към окото му. Това е така, защото ганглиозните клетки обикновено реагират на промените в светлината. Ако светлината е постоянна, те не продължават да стрелят, така че са необходими импулси, казва Роска.

В допълнение, докато нормалното зрение може да работи при слаба звездна светлина до най-слънчевия ден на плажа, оптогенетичните протеини имат много ограничен диапазон от светлинни нива, при които могат да работят, казва Жуо-Хуа Пан, зрителен невролог от държавния университет в Уейн в Детройт не участва в изследването. Очилата използват технология за цифрова камера, за да регулират автоматично нивата на осветеност, които да изпращат към окото на мъжа. Хората, които се подлагат на оптогенетична терапия, може да се наложи да носят очила, за да помогнат за обработката на визуалната информация, преди тя да отиде в мозъка, казват Пан и Бърч.

Изследователите демонстрират, че очилата са необходими на мъжа, за да види предметите. За да покажат наистина, че терапията работи, изследователите ще трябва да видят дали осветяването на кехлибарената светлина в окото му, преди терапията да е достатъчно, за да му позволи да вижда, казва Шийла Ниренберг, невролог в Weill Cornell Medicine в Ню Йорк и основател на Bionic Sight, компания, която също използва оптогенетика за лечение на слепота. Ако е така, това предполага, че зад промяната във зрението стои само ярка светлина, а не самата терапия.

Нейната компания съобщи през март, че слепите хора в клиничното изпитване могат да виждат светлина и движение след лечение. Резултатите са предварителни. Пълният доклад от клиничното изпитване може да е след година или повече, казва Ниренберг.

Друга компания, Nanoscope Technologies в Бедфорд, Тексас, заяви в презентация на виртуална среща на Американската академия по офталмология през ноември, че също така е възстановила ограниченото зрение на някои хора с пигментозен ретинит. Но пълно отчитане на данните не е публикувано. „Без подробности е трудно да се оцени“, казва Пан.

Докладът на Nature Medicine е обнадеждаващ, защото показва някои от тези подробности, въпреки че Пан казва, че иска да знае повече за това, което пациентът може да види извън лабораторията. И все пак той казва, че е доволен, че работата най-накрая дава резултати. „Чакахме да го чуем от много години.“

Сахел и Роска подчертават, че терапията не е лек за слепота. „Засега можем да кажем само, че има един пациент … с функционална разлика“, казва Роска. Сахел добавя, „това е крайъгълен камък по пътя към още по-добри резултати.“

Източник + видео:

https://www.sciencenews.org/article/blindness-retinitis-pigmentosa-gene-therapy-vision-optogenetics