U 58-letniego obecnie pacjenta 40 lat temu zdiagnozowano zwyrodnienie barwnikowe siatkówki (retinitis pigmentosa, RP). RP to grupa postępujących zaburzeń genetycznych, które prowadzą początkowo do osłabienia widzenia wieczorem i w nocy, a z czasem do zawężania pola widzenia, aż do całkowitej utraty wzroku. Za postęp choroby odpowiadają mutacje, które upośledzają funkcjonowanie światłoczułych receptorów w siatkówce oka.
Badany mężczyzna zachował percepcję światła – nadal mógł dostrzec obecność światła i odróżnić je od ciemności – ale nie mógł dostrzec niczego więcej. Z pomocą przyszła eksperymentalna terapia optogenetycznego przywracania wzroku, jak nowo opracowaną metodę nazywają jej autorzy. Po raz pierwszy została ona zastosowana do częściowego przywrócenia sprawności w chorobie neurodegeneracyjnej.
Innowacyjna metoda leczenia polega na połączeniu terapii genowej i impulsów światła stymulujących pracę siatkówki. W czasie terapii pacjent musi też nosić specjalne gogle. Ale pierwsze efekty są obiecujące – badany mężczyzna częściowo odzyskał wzrok w jednym oku.
Wektory z wirusów i geny z alg pomagają odzyskać wzrok
W trakcie terapii 58-latkowi podano zastrzyk doszklistkowy (do wnętrza gałki ocznej) do słabiej widzącego oka, wprowadzając w ten sposób do organizmu wektory AAV (otrzymane z wirusów związanych z adenowirusami). W tym przypadku wektory miały za zadanie przekazać do organizmu pacjenta geny odpowiedzialne za produkcję białek wrażliwych na światło. Te białka mają poprawić percepcję światła w uszkodzonych komórkach siatkówki.
Aby osiągnąć ten efekt, do zmodyfikowanego wirusa naukowcy wprowadzili geny kodujące białko wyczuwające światło. Białko o nazwie ChrimsonR jest zmodyfikowaną wersją wrażliwego na światło białka występującego w jednokomórkowych glonach. Umożliwia ono jednokomórkowym organizmom wykrywanie światła słonecznego i przemieszczanie się w jego kierunku.
W czasie eksperymentu mężczyzna miał też założony czepek do EEG, aby monitorować pracę mózgu / (Nature Medicine, 2021)Mężczyzna musiał też założyć specjalne gogle, które miały stymulować pracę oka. Gogle wyświetlały przed jego oczami rozbłyski światła mające odpowiadać określonym kształtom i położeniu przedmiotów znajdujących się przed nim. Pacjent był w stanie prawidłowo widzieć światło, które „podpowiadało mu”, jak wygląda jego otoczenie.
„Gogle rejestrują obrazy ze świata wizualnego za pomocą kamery neuromorficznej, która wykrywa zmiany intensywności, piksel po pikselu, jako odrębne zdarzenia. Następnie gogle przekształcają zdarzenia w monochromatyczne obrazy i wyświetlają je w czasie rzeczywistym jako impulsy światła” – wyjaśniają naukowcy.
Gogle odwzorowują świat zewnętrzny i przekazują impulsy do oka
– Pacjent początkowo był nieco sfrustrowany, ponieważ minęło dużo czasu między zastrzykiem a momentem, w którym zaczął coś widzieć – przyznaje główny autor dr José-Alain Sahel. Pacjent zaczął trenować z goglami około 4,5 miesiąca po iniekcji, a poprawę widzenia zaczął zgłaszać dopiero około 7 miesięcy później.
Przy pomocy tej eksperymentalnej terapii pacjent, który wcześniej nie potrafił wizualnie wykryć znajdujących się przed nim rzeczy i osób, był w stanie z powodzeniem dostrzec, zlokalizować i dotknąć różnych przedmiotów, które zostały umieszczone przed nim na stole – na przykład notatnika czy szklanki.
Gogle do stymulacji światłem / (Nature Medicine, 2021)W innym teście mężczyzna był również w stanie zidentyfikować białe pasy na przejściu dla pieszych i określić ich liczbę. Nosząc gogle po zakończeniu pierwszych testów, pacjent zgłosił, że był w stanie dostrzegać i rozpoznawać także inne przedmioty poza laboratorium.
„Pacjent zgłosił znaczną poprawę codziennych czynności wzrokowych, takich jak wykrywanie talerza, kubka lub telefonu, znajdowanie mebla w pokoju lub wykrywanie drzwi na korytarzu, ale tylko przy użyciu gogli. Zatem leczenie przez połączenie wektora optogenetycznego z okularami przekazującymi impulsy świetlne doprowadziło do takiego poziomu poprawy wzroku u tego pacjenta, który prawdopodobnie przyniósłby znaczące korzyści w życiu codziennym” – napisano w badaniu.
Obiecujące wyniki pierwszych testów terapii przywracającej wzrok
Eksperymentalna terapia optogenetyczna wymaga jeszcze wielu kolejnych badań, jednak pierwsze rezultaty są bardzo obiecujące. Autorzy badania mają nadzieję, że zabiegi optogenetyczne i użycie gogli mogą pewnego dnia przywrócić przynajmniej pewien poziom widzenia u pacjentów ze zwyrodnieniem barwnikowym siatkówki. Oczywiście, chociaż wstępne wyniki są ekscytujące, badanie dotyczy tylko jednego pacjenta leczonego z użyciem tej eksperymentalnej metody.
Zwyrodnienie barwnikowe jest zaburzeniem stosunkowo rzadkim. Szacunki sugerują, że cierpi na nie około 2 milionów ludzi na całym świecie, a choroba może mieć różne stopnie nasilenia. Dla tych pacjentów i ich rodzin postępy w dziedzinie optogenetyki mogą być źródłem nowej nadziei.
Źródło: Nature Medicine