Optogenetica este o tehnică veche de zece ani, care permite cercetătorilor să controleze funcția creierului la animalele de laborator si care putea restabili parțial vederea orbilor. Într-un studiu sponsorizat de Retro Sense Therapeutics, companie din Ann Arbor, Michigan, medicii si-au propus sa injecteze
un virus inofensiv încărcat cu ADN din alge fotoreceptive în ochii a 15 pacienți care suferă de retinită pigmentă. Procedura experimentală reprezintă primul test uman al optogeneticii, care este o tehnică care modifică genetic neuronii pentru a-i face să reacționeze la lumină. Medicii de la Fundaţia Retina, vor efectua procedura și vor încerca să transfere sarcinile de lucru ale celulelor fotoreceptoare la diferite celule din ochi pentru a restabili vederea.
Oferind celulelor un loc de muncă nou
Înainte ca creierul nostru să construiască o imagine vizuală, un lanț de celule în ochii noștri trebuie să transforme lumina în semnale electrice care sunt procesate în creier. Celulele fotoreceptoare din retină reprezintă prima legătură în acest lanț și sunt reactive la fotoni sau la particula fundamentală a luminii vizibile. Retinita pigmentară determină aceste celule să degenereze, iar pacienții cu această afecțiune pierd vederea periferică și de noapte și devin orbi. Planul stiintific este de a ocoli aceste celule fotoreceptoare rupte și de a face celule ganglionare, care transmit semnale de la retină la creier.
Medicii vor injecta un virus care transporta instructiuni ADN care vor convinge celulele ganglionale sa produca o proteina sensibilă la lumină numita channelrhodopsin – provenită din aceleasi alge proteice folosite pentru a detecta lumina. Timp de un deceniu, cercetătorii neuroştiintifici au folosit această metodă pentru a modifica celulele creierului la animalele de laborator pentru a activa sau închide căile nervoase în relaţie cu lumina. Testarea terapiei optogenetice la nivelul ochiului este o primă încercare umană, deoarece procedura nu necesită implanturi sau intervenții chirurgicale complicate.
„Tot ce trebuie să faceţi este să injectaţi un fel de pachet pentru a elibera aceste molecule sensibile la lumină în ochi”, spune Thomas Greenwell, director de program în neuroştiinţele retinei la Institutul Naţional Eye.
Va funcționa la oameni?
Incercarile anterioare de a folosi optogenetica pentru a restabili viziunea la şoareci şi maimuţe au fost de succes. Cu toate acestea, Yi-Zhong Wang, directorul laboratorului Jones Macular din cadrul Fundației Retina, a avertizat împotriva optimismului neîntemeiat până la obţinerea de rezultate.
„Provocarea specială aici este studierea modului în care modelul animal se va transpune în modelul uman”, spune Wang. „Cel mai bine pot spune este că este un proces foarte interesant, dar rezultatul este încă necunoscut”.
O problemă oarecum neprevăzută ar fi aceea că în momentul în care celulele ganglionale sensibile la lumină încep să se tragă, creierul nu va recunoaște semnalele, spune Wang. Aceste celule vor fi chemate să îndeplinească o sarcină cu totul diferită și este neclar dacă suntem pregătiți pentru asta. Un alt dezavantaj potențial este că proteina channel rhodopsin răspunde doar la lumină intensă și lumină de o singură culoare (albastră). De asemenea, lumina trebuie să fie destul de „luminată” pentru a activa moleculele sensibile la lumină. Ambii factori pot limita ceea ce pacienții de testare văd în cele din urmă.
„Așteptările ar putea fi scăzute. O persoană poate vedea fulgi de lumină și întuneric sau alb-negru „, spune Greenwell. „E încă într-adevăr în primele etape.”
Celulele stem și circuitele artificiale
Cercetatorii au demonstrat deja un succes limitat folosind circuite artificiale care se conecteaza la neuroni din ochi pentru a restabili vederea. Un astfel de dispozitiv, Argus II, utilizează o cameră pentru a transmite date către electrozi care convertesc informaţiile în impulsuri electrice care sunt transmise către creier. Un alt dispozitiv dezvoltat în Germania înlocuiește aparatul foto cu fotodiode care comunică cu neuronii.
Celulele stem reprezintă o altă soluție promițătoare a orbirii. Cercetătorii experimentează modalități de utilizare a celulelor stem proprii ale pacientului pentru a repara celulele deteriorate în ochi sau cel puțin pentru a opri procesul de degenerare. Greenwell spune ca asigurarea integrarii celulelor stem în ochi este una dintre provocările acestei abordări.
Sursa: http://blogs.discovermagazine.com
