15 marca 2019 r. profesorowie Ehud Isacoff i John Flannery z Universytu Berkeley w Kalifornii opublikowali pracę o przywracaniu wzroku myszy ze zwyrodnieniem siatkówki dzięki wszczepieniu do oczu genu sensora światła zielonego. Myszy odzyskały zdolność widzenia ruchu, poruszania się wśród przeszkód i dostosowywania się do tysiąckrotnej zmiany natężenia światła. To odkrycie może doprowadzić do opracowania terapii genowej dla ludzi, którzy stracili wzrok z powodu zwyrodnienia siatkówki.
Ślepota wynika ze śmierci pewnego typu światłoczułych komórek (fotoreceptorów) w siatkówce. Dotychczas stosowano strategie zapobiegania lub spowalniania utraty fotoreceptorów lub wykorzystywano wirusy do dostarczania funkcjonalnych genów w celu wytworzenia białek wyczuwających światło (opsyn) w fotoreceptorach. Jednakże przy retnitis pigmentosa (RP) pozostałe fotoreceptory nie są zdrowe i mogą być bardzo nieliczne, a wprowadzane opsyny zbyt powolne, aby reagować na zmiany światła lub niewystarczająco czułe na niskie poziomy światła. W tym badaniu skupiono się na komórkach siatkówki innego typu – komórkach zwojowych – z innym rodzajem opsyny – opsyną światła zielonego.
Komórka zwojowa znajduje się w warstwie siatkówki na froncie oka. Zwykle nie reaguje na światło, tak jak fotoreceptory. W wielu postaciach RP komórki zwojowe pozostają nienaruszone a umierają fotoreceptory. Wcześniej sądzono, że komórka zwojowa nie ma odpowiedniego rodzaju białek, aby umożliwić działanie opsyn. Ehud Isacoff zauważył, że może być inaczej. Po raz pierwszy wprowadzono gen do opsyny, która znajduje się w pręcikach i jest wrażliwa na niskie poziomy światła. Okazało się to skuteczne na niektórych poziomach – komórki zwojowe ślepych myszy rzeczywiście wytworzyły rodopsynę i wykorzystywały ją do wykrywania światła. Jednak reakcja na światło wymaga rodopsyny przez stosunkowo długi czas. Chociaż myszy mogły już wykryć światło, reakcja komórek nie była wystarczająco szybka, aby dostrzec drobniejsze szczegóły, które umożliwiłyby ostre widzenie obiektów.
W tym badaniu inaktywowane wirusy wstrzyknięto do ciała szklistego oka, aby wnieść gen bezpośrednio do komórek zwojowych siatkówki. Gen ten zamienia normalne komórki zwojowe w światłoczułe, przywracając widzenie w mysim modelu ślepoty ludzkiej po utracie normalnych czujników światła, pręcików i czopków.
Wypróbowano też inny rodzaj opsyny, który normalnie występuje w czopku – fotoreceptorze, przyczyniającym się do widzenia kolorów. Ta opsyna, znana jako opsyna zielonego czopka lub opsyna MW, reaguje 10 razy szybciej niż rodopsyna. Po jej wprowadzeniu do komórek zwojowych, myszy mogły odróżnić nawet wzory na ekranach iPADów. Nowe widzenie przywróciło też pewne normalne zachowania myszy, takie jak eksplorowanie nowych obiektów.
Stwierdzono również, że myszy z opsyną MW w komórkach zwojowych mogły dostosować się do tysiąckrotnej zmiany natężenia światła, co stanowi w przybliżeniu różnicę między poziomami światła wewnątrz i na zewnątrz.
Wyniki tego badania po raz pierwszy pokazują, że poprzez ekspresję opsyny zielonego czopka w komórkach zwojowych siatkówki u myszy niewidzących z powodu utraty fotoreceptorów może być przywrócona ostrość widzenia, adaptacja do zmian natężenia światła i widzenie bez zniekształceń. Strategia, niezależna od konkretnego zmutowanego genu (a jest ich ponad 250), może być korzystna dla wielu osób, nie tylko z retnitis pigmentosa.
Dzięki uprzejmości Retina International
Tłumaczenie i opracowanie Anna Wszołek
kwiecień 2019 r.
