La terapia genica di promessa ha potuto riparare la visione in esseri umani

Era sorprendente semplice. L'università di California, Berkeley, scienziati ha inserito un gene per un ricevitore della luce verde negli occhi dei mouse ciechi e, un mese più successivamente, stavano traversando facilmente intorno agli ostacoli quanto i mouse senza i problemi della visione. Potevano vedere il moto, la luminosità passa mille volte il dettaglio dell'ammenda e dell'intervallo su un iPad sufficiente per distinguere le lettere.

I ricercatori dicono che, dentro così piccolo quanto tre anni, la terapia genica -- consegnato via un virus inattivato -- potrebbe essere provato in esseri umani che hanno perso la vista a causa di degenerazione retinica, idealmente dante loro abbastanza visione per muoversi intorno e potenzialmente riparando la loro capacità di leggere o guardare il video.

“Iniettereste questo virus nell'occhio di una persona e, mesi di una coppia più successivamente, stavano vedendo qualcosa,„ ha detto Ehud Isacoff, un professore di Uc Berkeley di molecolare e biologia cellulare e Direttore dell'istituto della neuroscienza di volontà di Helen. “Con le malattie neurodegenerative della retina, tutta la prova della gente da fare spesso è di fermare o rallentare ulteriore degenerazione. Ma qualcosa che ripari un'immagine in alcuni mesi -- è una cosa stupefacente da pensare circa.„

Circa 170 milione di persone universalmente vivono con degenerazione maculare senile relativa all'età, che direzione uno in 10 persone sopra l'età di 55, mentre 1,7 milione di persone universalmente hanno il modulo più comune di cecità ereditata, retinite pigmentosa, che lascia tipicamente il capanno mimetico della gente dall'età di 40.

“Ho amici senza la percezione leggera ed il loro stile di vita è cuore-straziante,„ ha detto John Flannery, un professore di Uc Berkeley di molecolare e biologia cellulare che è sul banco della facoltà di optometria. “Devono considerare che cosa la gente avvistata cattura per accordato. Per esempio, ogni volta che vanno ad un hotel, ogni pianta della stanza è un poco differente ed hanno bisogno di qualcuno di camminare loro intorno alla stanza mentre costruiscono una mappa 3D in loro testa. Gli oggetti di ogni giorno, come un tavolino da salotto basso, possono essere un rischio di caduta. Il carico della malattia è enorme fra la gente con perdita severa e rendente non valida della visione e possono essere i primi candidati per questo genere di terapia.„

Corrente, le opzioni per tali pazienti sono limitate ad un innesto elettronico dell'occhio agganciato ad una videocamera che si siede su un paio dei vetri -- un'impostazione maldestra, dilagante e costosa che produce un'immagine sulla retina che è equivalente, corrente, ad alcuni cento pixel. La visione normale e marcata comprende milioni di pixel.

La correzione del difetto genetico responsabile di degenerazione retinica non è diretta, neanche, perché ci sono più di 250 mutazioni genetiche differenti responsabili delle retinite pigmentose da solo. Circa 90 per cento di questi uccidono le celle del fotoricettore della retina -- i coni retinici, sensibili ad indicatore luminoso tenue ed ai coni, per percezione del colore di luce del giorno. Ma la degenerazione retinica risparmia tipicamente altri livelli di celle retiniche, compreso le celle bipolari e retiniche del ganglio, che possono rimanere in buona salute, comunque insensibile ad indicatore luminoso, dato che le decadi dopo che la gente diventa completamente cieca.

Nelle loro prove in mouse, il gruppo di Uc Berkeley è riuscito a rendere 90 per cento delle celle del ganglio sensibili alla luce.

Isacoff, Flannery ed i loro colleghi di Uc Berkeley riferiranno il loro successo articolo in un 15 marzo online comparente nelle comunicazioni della natura.

“Potreste fare questo 20 anni fa„

Per invertire la cecità in questi mouse, i ricercatori hanno progettato un virus mirato a alle celle retiniche del ganglio e lo hanno caricato con il gene per un ricevitore sensibile alla luce, il opsin verde del cono (di media-lunghezza d'onda). Normalmente, questo opsin è espresso soltanto dalle celle del fotoricettore del cono e le rende sensibili ad indicatore luminoso giallo verde. Una volta iniettato nell'occhio, il virus ha portato il gene nelle celle del ganglio, che sono normalmente insensibili ad indicatore luminoso e reso loro sensibili alla luce e capaci di inviare i segnali al cervello che sono stati interpretati come vista.

“Ai limiti che possiamo collaudare i mouse, non potete dire il comportamento dei mouse optogenetically-trattati dai mouse normali senza strumentazione speciale,„ Flannery ha detto. “Resta vedere che cosa quella traduce dentro ad un paziente.„

In mouse, i ricercatori potevano consegnare i opsins alla maggior parte delle celle del ganglio nella retina. Per curare gli esseri umani, dovrebbero iniettare molte altre particelle del virus perché l'occhio umano contiene migliaia di periodi più celle del ganglio che l'occhio del mouse. Ma il gruppo di Uc Berkeley ha elaborato i mezzi per migliorare la consegna e le speranze virali inserire il nuovo sensore leggero in una percentuale similmente alta delle celle del ganglio, un importo equivalente ai numeri molto alti del pixel in una macchina fotografica.

Isacoff e Flannery sono venuto sopra il fissatore semplice dopo più di una decade di prova degli schemi più complicati, compreso l'inserimento nella sopravvivenza delle combinazioni retiniche delle cellule di ricevitori geneticamente costruiti del neurotrasmettitore e di opzioni chimiche sensibili alla luce. Questi lavorati, ma non hanno raggiunto la sensibilità della visione normale. Opsins dai microbi analizzati altrove egualmente ha avuto sensibilità più bassa, richiedente l'uso di luminoso ampliare gli occhiali di protezione.

Per catturare l'alta sensibilità della visione naturale, Isacoff e Flannery si sono girati verso i opsins del fotorecettore delle celle del fotoricettore. Facendo uso di un virus adeno-associato (AAV) che infetta naturalmente le celle, Flannery e Isacoff del ganglio hanno consegnato con successo il gene per un opsin retinico nel genoma delle celle del ganglio. I mouse precedentemente ciechi hanno acquistato la visione che ha durato una vita.

“Che questo sistema funziona è realmente, realmente soddisfacendo, in parte perché è egualmente molto semplice,„ Isacoff ha detto. “Ironicamente, potreste fare questo 20 anni fa.„

Isacoff e Flannery stanno sollevando i fondi per catturare la terapia genica in una prova umana in tre anni. I simili delivery system di AAV sono stati approvati da FDA per le malattie dell'occhio nella gente con le circostanze retiniche degeneranti e chi non hanno alternativa medica.

Non può possibilmente lavorare

Secondo Flannery e Isacoff, la maggior parte della gente nel campo della visione dubiterebbe che i opsins potrebbero lavorare l'esterno le loro celle specializzate del fotoricettore del cono e dei bastoncini. La superficie di un fotoricettore è decorata con i opsins -- rhodopsin in coni retinici e opsins rossi, verdi e blu in coni -- quello è incassato in un commputer molecolare complicato. Un relè molecolare -- la G-proteina coppia la cascata di segnalazione del ricevitore -- amplia il segnale così efficacemente che possiamo individuare i singoli fotoni di indicatore luminoso. Un sistema degli enzimi ricarica il opsin una volta che ha individuato il fotone ed è “candeggiato.„ Il regolamento di feedback adatta il sistema alle luminosità molto differenti di sfondo. E un canale ionico specializzato genera un segnale potente di tensione. Senza trapiantare questo intero sistema, era ragionevole sospettare che il opsin non avrebbe funzionato.

Ma Isacoff, che si specializza nel G proteina-ha accoppiato i ricevitori nel sistema nervoso, ha saputo che molte di queste parti esistono in tutte le celle. Ha sospettato che un opsin avrebbe connesso automaticamente al sistema di segnalazione delle celle retiniche del ganglio. Insieme, lui e Flannery inizialmente hanno provato il rhodopsin, che è più sensibile ad indicatore luminoso che i opsins del cono.

Alla loro delizia, quando il rhodopsin è stato presentato nelle celle del ganglio dei mouse di cui coni retinici ed i coni completamente avevano degenerato e che erano conseguentemente ciechi, gli animali hanno riacquistato la capacità di dire il buio anche dall'indicatore luminoso debole luminoso della stanza. Ma il rhodopsin è risultato essere troppo lento e venuto a mancare nell'immagine e nel riconoscimento degli oggetti.

Poi hanno provato il opsin verde del cono, che ha risposto 10 volte più velocemente del rhodopsin. Notevolmente, i mouse potevano distinguere la parallela dalle linee orizzontali, righe appropriatamente orientate contro ampiamente spaziato (un compito umano standard di acutezza), righe mobili contro le righe stazionarie. La visione riparata era così sensibile che i iPads potrebbero essere usati per le visualizzazioni invece del LED molto più luminoso.

“Questo potente ha portato la casa del messaggio,„ Isacoff ha detto. “Dopo tutto, quanto meraviglioso sarebbe affinchè la gente cieca riacquisti la capacità di leggere un video standard del computer, comunica dal video, guarda un film.„

Questi successi resi a Isacoff e a Flannery vogliono andare un punto più lontano e scoprire se gli animali potrebbero traversare nel mondo con la visione riparata. In maniera sconvolgente, qui, anche, il opsin verde del cono era un successo. Mouse che erano stati capanno mimetico riacquistato la loro capacità di realizzare uno dei loro comportamenti più naturali: oggetti tridimensionali di riconoscimento e d'esplorazione.

Poi hanno fatto la domanda, “che cosa accadrebbero se una persona con la visione riparata entrasse all'aperto in indicatore luminoso più luminoso? Sarebbero accecati dall'indicatore luminoso?„ Qui, un'altra funzionalità notevole del sistema è emerso, Isacoff ha detto: La via verde di segnalazione di opsin del cono si adatta. Animali che erano precedentemente regolato cieco al cambiamento di luminosità e potrebbero eseguire il compito parimenti come animali avvistati. Questo adattamento ha funzionato sopra un intervallo di circa mille volte -- la differenza, essenzialmente, fra illuminazione dell'interno ed all'aperto media.

“Quando ognuno dice che non funzionerà mai e quello siete pazzo, quel mezzi siete solitamente su qualcosa,„ Flannery ha detto. Effettivamente, quel qualcosa ammonta a primo riuscito ripristino della visione modellata facendo uso di uno schermo di computer LCD, del primo per adattarsi ai cambiamenti nell'indicatore luminoso ambientale e del primo alla visione dell'oggetto naturale di restore.

Il gruppo di Uc Berkeley è ora alle variazioni di prova del lavoro sul tema che potrebbe riparare la percezione del colore e l'acutezza e l'adattamento di accrescimento più ulteriore.

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