La thérapie génique prometteuse a pu remettre la visibilité chez l'homme

Elle était étonnant simple. L'Université de Californie, Berkeley, scientifiques a inséré un gène pour un récepteur du feu vert dans les yeux des souris borgnes et, un mois plus tard, elles dirigeaient autour des obstacles aussi facilement que des souris sans des problèmes de vision. Elles pouvaient voir le mouvement, les modifications de brilliance sur thousandfold une gamme et le détail de fin sur un iPad suffisamment pour discerner des lettres.

Les chercheurs disent que, en dedans aussi peu que trois ans, la thérapie génique -- livré par l'intermédiaire d'un virus inactivé -- pourrait être essayé chez l'homme qui ont détruit la vue à cause de la dégénérescence rétinienne, leur donnant idéalement assez de visibilité pour déménager autour et potentiellement remettant leur capacité d'afficher ou observer le vidéo.

« Vous injecteriez ce virus dans l'oeil d'une personne et, des mois d'un couple plus tard, ils verraient quelque chose, » a dit Ehud Isacoff, un professeur d'Uc Berkeley de moléculaire et biologie cellulaire et directeur de l'institut de neurologie de volontés de Hélène. « Avec les maladies neurodegenerative de la rétine, souvent tout l'essai de gens à faire est d'arrêter ou ralentir davantage de dégénérescence. Mais quelque chose qui remet une image en quelques mois -- c'est une chose étonnante à penser environ. »

Environ 170 millions de personnes mondiaux vivent avec la dégénérescence maculaire liée à l'âge, qui sonne un dans 10 personnes au-dessus de l'âge de 55, alors que 1,7 millions de personnes mondiaux ont la forme la plus courante de la cécité héritée, la rétinite pigmentaire, qui laisse type des aveugles de gens par l'âge de 40.

« J'ai des amis sans la perception légère, et leur mode de vie coeur-arrache, » a dit John Flannery, un professeur d'Uc Berkeley de moléculaire et la biologie cellulaire qui est sur l'école du corps enseignant d'optométrie. « Ils doivent considérer ce que les gens aperçus prennent pour accordé. Par exemple, chaque fois qu'ils vont à un hôtel, chaque disposition de chambre est un peu différente, et ils ont besoin de quelqu'un pour marcher ils autour de la salle tandis qu'ils établissent un plan 3D dans leur tête. Les objectifs quotidiens, comme une table basse inférieure, peuvent être un risque en baisse. Le fardeau de la maladie est énorme parmi des gens avec la perte de vision sévère et désactivante, et ils peuvent être les premiers candidats pour ce genre de traitement. »

Actuel, des options pour de tels patients sont limitées à un implant électronique d'oeil accroché à une caméra vidéo qui se repose sur une paire de glaces -- une installation difficile, invasive et chère qui produit une image sur la rétine qui est équivalente, actuel, à quelques cents pixels. La visibilité normale et tranchante concerne des millions de pixels.

La rectification de l'anomalie génétique responsable de la dégénérescence rétinienne n'est pas droite, non plus, parce qu'il y a plus de 250 mutations génétiques différentes responsables seules des rétinites pigmentaires. Environ 90 pour cent de ces derniers détruisent les cellules du photorécepteur de la rétine -- les tiges, sensibles à la lumière obscure, et aux cônes, pour la perception des couleurs de lumière du jour. Mais la dégénérescence rétinienne stocke type d'autres couches de cellules rétiniennes, y compris les cellules ganglionnaires bipolaires et rétiniennes, qui peuvent demeurer en bonne santé, cependant peu sensible à la lumière, parce que les décennies après que les gens deviennent totalement borgnes.

Dans leurs essais chez les souris, l'équipe d'Uc Berkeley a réussi à rendre 90 pour cent des cellules ganglionnaires sensibles à la lumière.

Isacoff, Flannery et leurs collègues d'Uc Berkeley enregistreront leur réussite dans article le 15 mars en ligne apparaissant dans des transmissions de nature.

« Vous pourriez avoir fait ceci il y a 20 ans »

Pour renverser la cécité chez ces souris, les chercheurs ont conçu un virus visé aux cellules ganglionnaires rétiniennes et l'ont chargé avec le gène pour un récepteur sensible à la lumière, l'opsin vert de cône (de support-longueur d'onde). Normalement, cet opsin est exprimé seulement par des cellules de photorécepteur de cône et les rend sensibles à la lumière vert-jaune. Une fois injecté dans l'oeil, le virus a transporté le gène dans les cellules ganglionnaires, qui sont normalement peu sensibles à la lumière, et effectué leur sensibles à la lumière et capables envoyer les signes au cerveau qui ont été interprétés en tant que vue.

« Aux limites que nous pouvons examiner les souris, vous ne pouvez pas dire le comportement des souris optogenetically-traitées des souris normales sans matériel spécial, » Flannery a dit. « Il reste à voir ce que cela traduit dedans à un patient. »

Chez les souris, les chercheurs pouvaient fournir les opsins à la plupart des cellules ganglionnaires dans la rétine. Pour traiter des êtres humains, ils devraient injecter beaucoup plus de particules de virus parce que l'oeil humain contient des milliers de périodes plus de cellules ganglionnaires que l'oeil de souris. Mais l'équipe d'Uc Berkeley a élaboré les moyens d'améliorer la distribution et des espoirs viraux d'insérer le capteur de lumière neuf dans assimilé un pourcentage élevé de cellules ganglionnaires, une valeur équivalente aux numéros élevés mêmes de pixel dans un appareil-photo.

Isacoff et Flannery sont venus sur le fixage simple après plus qu'une décennie d'essayer des plans plus compliqués, y compris l'insertion dans survivre des combinaisons rétiniennes de cellules des récepteurs génétiquement conçus de neurotransmetteur et des contacts chimiques sensibles à la lumière. Ceux-ci fonctionnés, mais n'ont pas réalisé la sensibilité de la visibilité normale. Opsins des microbes examinés ailleurs a également eu la sensibilité inférieure, exigeant l'utilisation de lumière-amplifier des lunettes.

Pour capter la sensibilité élevée de la visibilité naturelle, Isacoff et Flannery se sont tournés vers les opsins légers de récepteur des cellules de photorécepteur. Utilisant un virus adeno-associé (AAV) qui infecte naturellement les cellules ganglionnaires, Flannery et Isacoff ont avec succès livré le gène pour un opsin rétinien dans le génome des cellules ganglionnaires. Les souris précédemment borgnes ont acquis la visibilité qui a duré une vie.

« Que ce système fonctionne est réellement, réellement répondant, en partie parce qu'il est également très simple, » Isacoff a dit. « Ironiquement, vous pourriez avoir fait ceci il y a 20 ans. »

Isacoff et Flannery soulèvent des fonds pour prendre la thérapie génique dans un essai humain dans un délai de trois ans. Des systèmes de distribution assimilés d'AAV ont été reconnus par la FDA pour des maladies oculaires dans les gens dans des conditions rétiniennes dégénératives et qui n'ont aucune alternative médicale.

Elle ne peut pas probablement fonctionner

Selon Flannery et Isacoff, la plupart des gens dans le domaine de visibilité douteraient que les opsins pourraient fonctionner en dehors de leurs cellules spécialisées de photorécepteur de tige et de cône. La surface d'un photorécepteur est décorée des opsins -- rhodopsine dans des tiges et opsins rouges, verts et bleus dans les cônes -- cela sont encastrés dans une machine moléculaire compliquée. Un relais moléculaire -- la G-protéine a accouplé la cascade de signalisation de récepteur -- amplifie le signe tellement effectivement que nous pouvons trouver les photons uniques de la lumière. Un système d'enzymes recharge l'opsin une fois qu'il a trouvé le photon et devient « blanchi. » La régulation par réaction du signal adapte le système aux brilliance très différentes de mouvement propre. Et un canal ionique spécialisé produit d'un signe efficace de tension. Sans transplanter ce système entier, il était raisonnable de soupçonner que l'opsin ne fonctionne pas.

Mais Isacoff, qui se spécialise dans G protéine-a accouplé des récepteurs dans le système nerveux, a su que plusieurs de ces pièces existent en toutes les cellules. Il a soupçonné qu'un opsin branche automatiquement au système de signalisation des cellules ganglionnaires rétiniennes. Ensemble, lui et Flannery ont au commencement essayé la rhodopsine, qui est plus sensible à la lumière que des opsins de cône.

À leur plaisir, quand la rhodopsine a été introduite dans les cellules ganglionnaires des souris dont les tiges et les cônes s'étaient complet dégénérés, et qui étaient par conséquent borgnes, les animaux ont regagné la capacité de dire l'obscurité de la lumière - même la lumière faible de chambre. Mais la rhodopsine s'est avérée être trop lente et échouée en la reconnaissance d'image et d'objectif.

Ils ont alors essayé l'opsin vert de cône, qui a répondu 10 fois plus rapidement que la rhodopsine. Remarquablement, les souris pouvaient discerner le parallèle des lignes horizontales, lignes étroitementes aligné contre largement espacé (une tâche humaine normale d'acuité), les lignes mobiles contre les lignes stationnaires. La visibilité remise était si sensible que des iPads pourraient être employés pour les visualisations au lieu des LED beaucoup plus lumineux.

« Ceci a puissant porté la maison de message, » Isacoff a dit. « Après tout, combien merveilleux il serait pour que les gens borgnes regagnent la capacité d'afficher un moniteur normal d'ordinateur, communiquent par le vidéo, observent un film. »

Cette réussite effectuée Isacoff et Flannery veut aller une opération plus lointaine et découvrir si les animaux pourraient diriger dans le monde avec la visibilité remise. De façon saisissante, ici, aussi, l'opsin vert de cône était une réussite. Souris qui avaient été des aveugles regagnés leur capacité d'exécuter un de leurs comportements plus naturels : objectifs en trois dimensions de décèlement et les explorant.

Ils ont alors posé la question, « ce qui se produiraient si une personne avec la visibilité remise entrait à l'extérieur dans la lumière plus lumineuse ? Ils seraient aveuglés par la lumière ? » Ici, une autre caractéristique saisissante du système a apparu, Isacoff a dit : La voie verte de signalisation d'opsin de cône s'adapte. Animaux qui étaient précédemment borgnes réglés sur la modification de brilliance et pourraient effectuer la tâche aussi bien en tant qu'animaux aperçus. Cette adaptation a fonctionné sur une gamme environ d'a thousandfold -- la différence, essentiellement, entre l'éclairage d'intérieur et extérieur moyen.

« Quand chacun indique que cela ne fonctionnera jamais et cela vous êtes fou, habituellement ce des moyens vous êtes sur quelque chose, » Flannery a dit. En effet, cette quelque chose s'élève à la première réfection couronnée de succès de la visibilité modelée utilisant un écran d'ordinateur d'affichage à cristaux liquides, le premier pour s'adapter aux changements de la lumière ambiante et le premier à la visibilité d'objectif naturel de restauration.

L'équipe d'Uc Berkeley est maintenant aux variations de contrôle de travail sur le thème qui pourrait remettre la vision des couleurs et l'acuité et l'adaptation d'accroissement plus ultérieur.

Source :  https://news.berkeley.edu/2019/03/15/with-single-gene-insertion-blind-mice-regain-sight/