Bilim Adamları Yeni Gen Terapisi ile Kör Adamın Görüşünü Kısmen Geri Kazandı

Bir grup bilim adamı, gözlerinden birine ışık yakalayan proteinler inşa ederek kör bir adamın görüşünü kısmen iyileştirdiklerini açıkladı. Nature Medicine dergisinde yer alan raporları, bu tedavinin başarılı kullanımını anlatmak için yayınlanan ilk çalışmadır.

Araştırmaya dahil olmayan Berkeley’deki California Üniversitesi’nde nörobilimci olan Ehud Isacoff, “İlk kez işe yaradığını görmek – sadece bir hastada ve tek gözde olsa bile – heyecan verici,” dedi.

Prosedür tam görmekten çok uzaktır. Fransa’da yaşayan 58 yaşındaki gönüllü, dar bir görüş alanındaki nesnelerin hayalet gibi algılanmasını sağlayan özel gözlükler takmak zorunda kaldı. Ancak raporun yazarları, 13 yıllık çalışmanın sonucu olan denemenin, daha etkili tedavilerin geleceğinin bir kanıtı olduğunu söylüyor.

Zamanını Pittsburgh Üniversitesi ile Paris’teki Sorbonne arasında ayıran bir göz doktoru olan Dr. José-Alain Sahel, “Açıkçası yolun sonu değil, ancak önemli bir kilometre taşı” dedi.

Dr. Sahel ve diğer bilim adamları, on yıllardır kalıtsal körlük türlerine bir çare bulmaya çalıştılar. Bu genetik bozukluklar, görme için gerekli olan temel proteinlerin gözlerini soyar.

Işık göze girdiğinde, sözde fotoreseptör hücreler tarafından yakalanır. Fotoreseptörler daha sonra komşularına ganglion hücreleri adı verilen ve hareket gibi önemli özellikleri tanımlayabilen bir elektrik sinyali gönderir. Daha sonra bilgiyi beyne ileten optik sinire kendi sinyallerini gönderirler.

Önceki çalışmalarda, araştırmacılar, aksi takdirde fotoreseptörlerin yavaş yavaş dejenere olmasına neden olacak hatalı bir geni düzelterek Leber konjenital amoroz adı verilen genetik bir körlük biçimini tedavi edebildiler.

Ancak diğer körlük türleri bu kadar basit bir şekilde tedavi edilemez çünkü kurbanları fotoreseptörlerini tamamen kaybederler. Dr. Sahel, “Hücreler öldüğünde, gen kusurunu onaramazsınız” dedi.

Bu hastalıklar için, Dr. Sahel ve diğer araştırmacılar daha radikal bir tür onarım deniyorlar. Normalde ışığı yakalamasalar bile ganglion hücrelerini yeni fotoreseptör hücrelere dönüştürmek için gen terapisi kullanıyorlar.

Bilim adamları, herhangi bir sinir hücresini ışığa duyarlı hale getirebilen alglerden ve diğer mikroplardan türetilen proteinlerden yararlanıyor.

2000’lerin başında sinirbilimciler, genlerini taşıyan virüsleri enjekte ederek bu proteinlerden bazılarının farelerin ve diğer laboratuar hayvanlarının beyin hücrelerine nasıl yerleştirileceğini keşfettiler. Virüsler belirli beyin hücrelerini enfekte etti ve bu hücreler daha sonra ışığa duyarlı kanallar oluşturmak için yeni geni kullandı.

Başlangıçta araştırmacılar, optogenetik adı verilen bu tekniği beynin işleyişini araştırmanın bir yolu olarak geliştirdiler. Hayvanın beynine küçük bir ışık sokarak, belirli bir beyin hücresini bir düğmeye basarak açıp kapatabilirlerdi. Yöntem, birçok davranış türünün altında yatan devreyi keşfetmelerini sağladı.

Dr. Sahel ve diğer araştırmacılar, retinadaki hücrelere ışığa duyarlı proteinler eklemek için optogenetik kullanıp kullanamayacaklarını merak ettiler. Sonuçta, retina hücrelerinin aynı zamanda sinir olduğunu, yani beynin bir uzantısı olduğunu düşündüler.

Optogenetik alanında öncü olmaya yardım eden M.I.T.’de bir sinirbilimci olan Ed Boyden için, bu proteinleri körlüğü tedavi etmek için kullanma arayışı onu şaşırttı. “Şimdiye kadar, optogenetiği öncelikle bilim adamları için bir araç olarak düşündüm, çünkü binlerce insan tarafından beyni incelemek için kullanıldı,” dedi. Ancak optogenetik klinikte kendini kanıtlarsa, bu son derece heyecan verici olur. ”

Dr. Sahel ve meslektaşları, Dr. Boyden ve diğerleri tarafından oluşturulan optogenetik proteinlerin, göze giren sıradan ışıktan bir görüntü oluşturacak kadar hassas olmadığını fark ettiler. Ancak bilim adamları, göze yükseltilmiş ışığı ışınlayamadılar, çünkü parıltı retinanın hassas dokusunu yok edecekti.

Bu nedenle bilim adamları, yalnızca kehribar ışığına duyarlı olan, göze diğer renklerden daha kolay olan optogenetik bir protein seçtiler ve bu amber proteinlerini retinadaki gangliyon hücrelerine ulaştırmak için virüsler kullandılar.

Gönüllünün kupanın beyaz masanın üzerinde olup olmadığını söylemesinin istendiği deneysel kurulum. Test sırasında davranışsal tepkiler ve beyin aktivitesi aynı anda kaydedildi. Kredi. . . Sahel, vd. ; Doğa Tıbbı

Daha sonra araştırmacılar, dış dünyadan gelen görsel bilgileri ganglion hücreleri tarafından tanınabilecek amber ışığa dönüştürmek için özel bir cihaz icat ettiler. Görüş alanlarını saniyede binlerce kez tarayan ve ışığın değiştiği pikselleri kaydeden gözlükler oluşturdular. Gözlükler daha sonra bu pikselden göze kehribar rengi bir ışık atışı gönderir.

Araştırmacılar, bu stratejinin beyinde görüntüler oluşturabileceğini düşündüler. Gözlerimiz doğal olarak saniyede birçok kez küçük hareketlerle dolaşır. Her atlamada birçok piksel ışık seviyelerini değiştirir.

Yine de, körlerin nesneleri tanımak için bu bilgiyi kullanmayı öğrenip öğrenemeyecekleri açık bir soruydu. Basel Üniversitesi’nde göz doktoru ve yeni çalışmanın yazarlarından Botond Roska, “Beynin yeni bir dil öğrenmesi gerekiyor” dedi.

Dr. Roska, Dr. Sahel ve meslektaşları, gen terapilerini ve gözlüklerini maymunlar üzerinde test ettikten sonra insanlar üzerinde denemeye hazırdı. Planları, gen taşıyan virüsleri her kör gönüllünün bir gözüne enjekte etmek, ardından gangliyon hücrelerinin optogenetik proteinler üretmesi için birkaç ay beklemekti. Daha sonra gönüllüleri gözlüğü kullanmaları için eğitirlerdi.

Ne yazık ki, koronavirüs salgını projeyi kapatmadan önce yalnızca bir gönüllüyü eğitmeyi başardılar. Çalışma için yıllarca süren hazırlıktan sonra, şimdi belirsizlik içinde kalmıştı.

Ama sonra eğitmeyi başardıkları tek gönüllü ile iletişime geçti. Yedi aydır gözlüğü evde ve yürüyüşlerde takıyordu. Bir gün bir yaya geçidinin şeritlerini görebildiğini fark etti.

Yaz boyunca Fransa’da salgın yatıştığında, bilim adamları onu daha fazla eğitim ve test için laboratuvarlarına getirmeyi başardılar. Uzanıp bir masada oturan bir not defterine dokunabildiğini, ancak daha küçük bir kutu zımba ile daha az şansa sahip olduğunu keşfettiler. Bilim adamları gönüllünün önüne iki ya da üç bardak koyduklarında, onları 19 seferden 12’sinde doğru saymayı başardı.

Bazı denemeler sırasında gönüllü, kafa derisinden beyin aktivitesini tespit edebilen elektrotlu bir başlık taktı. Gözlük, retinasına sinyaller gönderdiğinde, beynin görme ile ilgili kısımlarını harekete geçirdi.

Çalışmaya dahil olmayan Fransa’daki Tours Üniversitesi’nde sinirbilimci olan Lucie Pellissier, “Bilimsel açıdan büyük bir başarı ve en önemlisi kör insanlar için,” dedi.

Dr. Sahel ve meslektaşları, tekniklerini düzenleyiciler tarafından onaylanma umuduyla klinik deneyler boyunca ilerletmek için GenSight adlı bir şirket kurdu. Yalnız değiller. Dr. Isacoff ve meslektaşları, geçen Ekim ayında Novartis tarafından satın alınan Vedere Bio adlı benzer bir şirket kurdular.

Optogenetik bazı körlük türleri için standart bir tedavi haline gelmeden önce klinik çalışmalardan çok daha fazla olumlu sonuç alacaktır. Şimdilik, Dr. Sahel ve meslektaşları diğer gönüllüleri eğitim için getirmenin yanı sıra daha yüksek virüs dozlarını test etmek ve gözlüklerini daha rahat olacak ince gözlüklere yükseltmekle birlikte retinaya daha fazla bilgi veriyorlar.

Dr. Isacoff ve meslektaşları, diğer optogenetik proteinlerin, retina hücrelerini gözlük yardımı olmadan ışığı algılayacak kadar hassas hale getirme olasılığını artıran kendi deneylerini gerçekleştirdiler. Oldukça iyi performans göstereceğini düşünüyorum, dedi.

Dr. Sahel kendi sistemine koyduğu her zaman için, ne kadar gelişebileceğini tahmin etmekte tereddüt etti. “Bir hastanız size gördüklerini söyleyene kadar, gerçekten hiçbir şeyi tahmin edemezsiniz,” dedi.