Optogenetic治疗部分失明的病人恢复视力

结果从临床试验使用光遗传学治疗视网膜色素变性患者表明该疗法能够部分恢复视觉功能。的先锋研究是由一个国际研究小组的合作。研究人员包括Jose-Alain荒漠草原特聘教授和主席眼科匹兹堡大学和研究所的创始董事de la愿景,和罗斯卡,分子和临床眼科研究所的创始董事在巴塞尔和巴塞尔大学的教授。这项研究的结果发表在自然医学。

“使用optogenetic疗法的发现提供了概念验证部分恢复视力是可能的,”博说。

色素性视网膜炎

色素性视网膜炎 (RP)描述一群遗传疾病导致的崩溃在眼睛的视网膜细胞。“视网膜是一个生物计算机的你的眼睛,”博解释道。他用一个汉堡的类比来描述视网膜的功能解剖学:“包子是一个感光层,顶部和底部包是神经节层,形成视神经和谈判休息我们的大脑。”In between the two buns, where, in a burger you find salad, tomato and meat, in the retina, you find a computational layer that computes visual information. Photoreceptors sense light and use proteins, known as opsins, to deliver the visual information to the brain for processing. "In RP, the photosensitive layer – the top bun – is damaged, but the rest of the burger is intact," said Roska. There is no light-sensing capability, and the retina is blind.

rp是单基因疾病,意味着它们是由单个基因异常引起的。的特定类型的RP患者被确诊为将取决于他们拥有的基因突变。这种变化使它具有挑战性的发展为RP疾病治疗策略。

近年来,已经有增加数量的研究探索基因治疗的使用继承的视觉障碍,包括optogenetic策略。光遗传学,细胞转基因这样他们表达光敏渠道——被称为脑细胞——因此呈现细胞对光线很敏感。方法主要是利用在神经科学研究方法”转向“神经元,调查它们的功能。然而,它也可能具有临床价值作为一种治疗工具在RP,视网膜的感光灵敏度下降。

“在optogenetic疗法,我们创建一个人造视网膜感光层盲人。我们通过光传感器从微生物,然后将它们传送给盲人使用通过注射基因治疗视网膜。有不同种类的optogenetic疗法取决于我们想photosensitize,哪一层“博通说。

Optogenetic疗法:一个案例研究

在临床试验报告自然医学,荒漠草原和他的同事们发表了optogenetic疗法针对神经节细胞一个58岁的盲人男性40年前被诊断出患有RP。感光脑细胞基因,称为ChrimsonR,被送到worst-seeing眼睛使用腺相关病毒载体。“我们选择ChrimsonR,最红移的行动之间的光谱可用optogenetic传感器因为琥珀光更安全,导致更少的瞳孔收缩,”作者写道。“一旦(ChrimsonR)蛋白表达,我们需要激活这种蛋白质。我们开发了护目镜,能够捕捉光线通过相机功能像视觉系统,”萨赫勒说。摄像机捕捉,然后项目在视网膜上的图像在琥珀色的光波长激活ChrimsonR蛋白质。

等了五个月后注射的团队开始训练的参与者护目镜,使ChrimsonR神经节细胞内蛋白表达稳定。“在几个月的病人自发报道,他可以看到一些条纹时在街上看,“Sehal说。

Sehal和他的同事们进行了几种不同的实验在实验室条件下评估optogenetic疗法是否引发患者视功能的改善。一个例子使用的测试检测,定位,然后触摸一个大笔记本,或者一个短的小盒子。

“病人能够检测对象放在桌上,把握对象和计数,“Sehal解释道。这是只有当他戴着护目镜;没有他们,他不能够执行的练习。他感动的笔记本36次39单独测试(92%);然而,他只能挑出主食盒36%的时间。

“我们想知道,这与大脑活动,“Sehal说。研究人员决定进行非侵入性的脑电图(EEG)扫描病人的同时要求病人按下一个按钮来显示一个玻璃杯是否出现在他面前的桌子上,或是否已被移除。“它可能表明,视觉行为与大脑活动相应的视觉功能,“Sehal补充道。

mutation-independent治疗策略

作者在出版,集体心理物理和神经生理学证据”表明,optogenetic刺激人类视网膜神经节细胞的光投射系统与一个摄像头是一种很有前途的方法部分失明患者恢复视力影响RP先进”。这位58岁的参与者是第一个病人进入了先锋试验。

先锋是三个剂量研究确定optogenetic基因治疗的安全性。将调查的剂量:5.0×10¹⁰,1.5×10¹¹和5.0×10¹¹病毒基因组每眼,有三个病人分配到每个队列。病人提出报告收到的最低剂量5.0×10¹⁰病毒基因组。“显然我们希望更高的剂量将提供更好的结果,但是在这样一个低剂量病人已经能够恢复一些愿景,“博通说。

“两个其他病人群体的治疗在伦敦。因为它是安全的,第二组患者治疗剂量,和它也是安全的。第三个群体是现在开始。只因为COVID-19,这个病人的中心自然医学纸)是治疗时间能够测试护目镜,训练有素,要带回医院正常进行测试,“Sehal解释道。

optogenetic方法测试mutation-independent先锋试验;这意味着失明患者不同类型的光感受器神经退化性疾病,一个完整的视觉神经,可能有资格获得治疗。“然而,这需要时间,直到这种疗法可以给病人,“Sehal结束。

参考 :Boulanger-Scemama E萨赫勒JA Pagot C, et al . 2021。视觉功能的部分恢复盲人optogenetic治疗后患者。Nat地中海。 doi: 10.1038 / s41591 - 021 - 01351 - 4。