Генна терапия и новооткрит фоточувствителен протеин MCO1 opsin възстановяват зрението при лабораторни мишки

Новосъздаден фоточувствителен протеин, наречен MCO1 опсин (opsin), възстановява зрението при слепи мишки, когато се прикрепи към биполярните клетки на ретината посредством генна терапия. Националният институт по очно здраве, част от Националния здравен институт, осигури финансова подкрепа на компанията „Nanoscope LLC“ за разработването на MCO1. Компанията планира да проведе клиничен експеримент по-късно през годината.

Откритията на „Nanoscope“, които са публикувани днес, 22.10.2020 г. в списание „Nature Gene Therapy“, показват как напълно сляпа мишка, тоест без частично запазено зрение, възвръща значителна част от ретиналната си функция и зрението си в края на лечението. В проучването се споменава, че лекуваните мишки са се представили много по-добре и са се придвижвали по-бързо в лабиринти и при засичане на движещи се обекти около тях.

Протеинът опсин

Опсините са протеини, които изпращат на каскаден принцип важни за визуалното възприятие сигнали до другите клетки. В нормално функциониращото око този тип протеини се откриват в пръчицата и колбичката на ретината (нейни фоторецептори). При наличие на светлина, фоторецепторите започват да пулсират и да изпращат сигнал до останалите ретинални неврони (оптични нерви), а от там и до невроните в мозъка.

Очни болести с увредени фоторецептори

Очните болести, които увреждат фоторецепторите, съответно и зрението, са различни – сенилна макулна дегенерация и ретинитис пигментоза. За разлика от фоторецепторите, които вече не функционират пълноценно, другите ретинални неврони, като например един клас клетки, наречени биполярни, остават незасегнати. Учените откриват начин биполярните клетки да изземат част от функцията на повредените фоторецептори.

Самарендра Моханти, основател на компанията „Nanoscope“ и един от авторите на изследването върху мишките, казва: „Красивото в нашия подход е неговата опростеност. Биполярните клетки са разположени след фоторецепторите. Когато се добави генът MCO1 opsin към биполярните клетки на ретина с нефункциониращи фоторецептори, фоточувствителността се възстановява."

Недостатъци на познатите терапии

Методът би могъл да преодолее пречки, свързани с други подходи за ретинална регенерация, смятат очните специалисти. Терапията по генно заместване до момента се оказва ефикасна само при някои редки заболявания, когато обаче фоторецепторите не са засегнати, като например лечение с Luxturna при генетичната болест амавроза на Лебер (LCA).

Бионичните очи налагат извършването на инвазивна процедура и носенето на хардуер.

За други опсин заместващи терапии е нужно значително насищане на светлина, за да се достигне прагът за сигнална трансдукция.

Проблемът в случая е, че интензивната светлина може да увреди допълнително ретината.

Терапията на компанията „Nanoscope“ се състои в една-единствена инжекция в окото, без да е необходим хардуер. Протеинът MCO1 е чувствителен към заобикаляща светлина, с което отпада и нуждата от насочване на силна светлина в самото око. Освен това, терапията с MCO1 има потенциала да лекува по-широк набор от дегенеративни ретинални заболявания, без да е необходимо фоторецепторите да функционират.

По време на лабораторния експеримент върху животните експертите не се натъкват на проблеми, свързани с тяхното здраве и безопасност. Кръвните изследвания и анализът на тъканите не показва наличие на възпалителни процеси в резултат на лечението. Терапията няма странични неблагоприятни ефекти.

Според най-смелите очаквания терапията би помогнала на пациентите да възстановят зрението 20/60, но на този етап учените не са наясно доколко възстановеното зрение е съпоставимо с нормалното.

Субрата Батабиал, автор на труда, разкрива: „Клинично изпитване върху хора би ни помогнало да разберем как изпращането на сигнали през биполярните клетки се отразява на качеството на зрението, като например как човекът може да засича бързо движещи се обекти.“

Най-вероятно терапията ще се ограничи само върху пациентите с тежки ретинални увреждания.

ПаекГю Лий, който е програмен директор на направлението за иновативни изследвания в областта на малкия бизнес, вярва, че оптогенетичният подход с използване на клетки във вече дегенерирала ретина може да се окаже ефикасен при възстановяване на човешкото зрение.