Восстановление зрения с помощью генной терапии

Восстановление зрения с помощью генной терапии
Трехкомпонентная система: антитела (синий), наностержень золота (золото) и термочувствительный канал (структура в мембране; ниже наностержень антитело-золото). Предоставлено: Даша Нелидова/Институт клинической и молекулярной офтальмологии в Базеле (IOB).

Люди полагаются в основном на свое зрение. Потеря зрения означает неспособность читать, распознавать лица или находить предметы. Дегенерация желтого пятна является одной из основных причин нарушения зрения по всему миру; пострадало около 200 миллионов человек. Фоторецепторы в сетчатке отвечают за захват света, поступающего из окружающей среды. Больные фоторецепторы теряют чувствительность к свету, что может привести к ухудшению зрения или даже полной слепоте. Ученые из Института молекулярной и клинической офтальмологии Базеля (IOB) вместе с коллегами из Немецкого центра приматов (DPZ) — Института исследований приматов Лейбница в Геттингене разработали совершенно новый терапевтический подход, основанный на генной терапии. Им удалось активировать вырожденные фоторецепторы, используя ближний инфракрасный свет. Исследование опубликовано в журнале Science.

Во время прогрессирования дегенеративных фоторецепторных заболеваний светочувствительные и светочувствительные области фоторецепторов в сетчатке сосуществуют. Например, пациенты с дегенерацией желтого пятна теряют зрение в центральной части сетчатки, но сохраняют периферическое зрение.

Ученым теперь удалось разработать новый терапевтический подход для восстановления светочувствительности при дегенеративной сетчатке без негативного влияния на остаточное зрение. Они были вдохновлены такими видами, как летучие мыши и змеи, которые могут локализовать ближний инфракрасный свет, излучаемый телами их жертв. Это делается с помощью термочувствительных ионных каналов, которые способны определять тепло ближнего инфракрасного света. Это позволяет летучим мышам и змеям накладывать тепловые и визуальные изображения в мозге и, таким образом, реагировать на окружающую среду с большей точностью.

Для оснащения фоторецепторов сетчатки чувствительностью, близкой к инфракрасному, исследователи разработали трехкомпонентную систему. Первый компонент содержит сконструированную ДНК, которая гарантирует, что ген, кодирующий термочувствительный канал, экспрессируется только в фоторецепторах. Второй компонент — это наночастица золота, небольшая частица, которая эффективно поглощает ближний инфракрасный свет. Третий компонент представляет собой антитело, которое обеспечивает прочную связь между термочувствительным каналом, выраженным в фоторецепторах, и золотыми наностержнями, которые локально захватывают ближний инфракрасный свет и локально выделяют тепло.

Исследователи сначала проверили свою систему на искусственных мышах с дегенерацией сетчатки, подтвердив, что ближний инфракрасный свет эффективно возбуждает фоторецепторы и что этот сигнал передается ганглиозным клеткам сетчатки, причем последняя представляет выход сетчатки в направлении более высоких зрительных центров в головной мозг. Затем они показали, что стимуляция мышиного глаза ближним инфракрасным светом также воспринимается нейронами в области мозга, которая важна для сознательного зрения, первичной зрительной коры головного мозга. Они также разработали поведенческий тест, в котором необработанные слепые мыши не могли использовать ближнюю инфракрасную стимуляцию для изучения простой задачи, тогда как слепые мыши, получавшие трехкомпонентную систему, могли выполнять задачу, связанную с ближней инфракрасной стимуляцией.

В сотрудничестве с Арнольдом Сабо, соавтором статьи и доцента Университета Земмельвайса в Венгрии, исследователи могли проверить свой новый подход к сетчаткам человека, живущим в культуральной среде в течение нескольких месяцев, хотя слепота проявляется в примерно через день после смерти фоторецепторы теряют способность обнаруживать свет. Экспериментальные результаты показали, что после лечения трехкомпонентным методом генной терапии воздействие ближнего инфракрасного света активировало зрительную схему сетчатки человека.

«Мы считаем, что стимуляция в ближней инфракрасной области является важным шагом на пути обеспечения полезного зрения для слепых пациентов, чтобы они могли восстановить свою способность читать или видеть лица», — говорит Даниэль Хиллиер, глава младшей исследовательской группы Visual Circuits and Repair в ДПЗ. «Мы хотим дать надежду слепым людям с этими результатами и будем еще больше активизировать нашу исследовательскую деятельность в этой области здесь, в DPZ, в рамках нашего основного проекта, который направлен на восстановление зрения».

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *