Θεραπεία της τύφλωσης από τα ...φύκη

Η γονιδιακή τεχνική οδήγησε σε αποκατάσταση της όρασης ποντικών

Ενα γονίδιο των φυκών μπορεί να βοηθήσει στη θεραπεία σοβαρών παθήσεων των οφθαλμών όπως η εκφύλιση της ωχράς κηλίδας

Ουάσινγκτον

Αποκατάσταση της όρασης σε τυφλά άτομα μπορούν μελλοντικά να προσφέρουν τα …φύκη. Αυτό αναφέρουν νευροεπιστήμονες από το Ινστιτούτο Γενετικής Ιατρικής στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνιας στο Λος Αντζελες οι οποίοι ανέπτυξαν μια τεχνική που βασίζεται σε ένα γονίδιο των φυκών. Η «παράδοξη» αυτή γονιδιακή θεραπεία έχει ήδη προσφέρει αποκατάσταση της όρασης σε τυφλά ποντίκια και οι ειδικοί εκτιμούν ότι κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους θα μπορούσαν να ξεκινήσουν σε διάστημα μικρότερο των δύο ετών.

Όπως εξηγεί ο επικεφαλής της μελέτης δρ Αλαν Χόρσαγκερ «εισάγουμε ένα γονίδιο το οποίο κωδικοποιεί για την παραγωγή μιας φωτοευαίσθητης πρωτεΐνης και οδηγούμε το γονίδιο στο να εκφραστεί σε μια ομάδα κυττάρων του αμφιβληστροειδούς».

Εκατομμύρια άτομα με τύφλωση

Σήμερα σε παγκόσμιο επίπεδο περί τα 15 εκατομμύρια άτομα εμφανίζουν κάποια μορφή τύφλωσης, όπως η μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια ή η ηλικιακή εκφύλιση της ωχράς κηλίδας. Στα άτομα με τέτοιου είδους προβλήματα οι φωτοϋποδοχείς των ματιών που μετατρέπουν το φως σε ηλεκτρικούς παλμούς, καταστρέφονται. Ετσι ο εγκέφαλος δεν λαμβάνει τις οπτικές πληροφορίες που χρειάζεται.

Μέχρι σήμερα έχουν γίνει κάποιες πειραματικές προσπάθειες για την ανάπτυξη ηλεκτρονικών εμφυτευμάτων ή για τη χρήση βλαστικών κυττάρων που θα μετατρέπονται σε κύτταρα του αμφιβληστροειδούς αποκαθιστώντας την όραση. Ωστόσο καμία τέτοια θεραπεία δεν έχει ευρεία εφαρμογή.

Γονίδιο μονοκύτταρων φυκών

Ο δρ Χόρσαγκερ ελπίζει ότι η γονιδιακή θεραπεία της ομάδας του θα αλλάξει το τοπίο. Οι ειδικοί χρησιμοποιούν έναν αβλαβή ιό ως «όχημα μεταφοράς» ενός γονιδίου το οποίο κωδικοποιεί για την παραγωγή της πρωτεΐνης ChR2. Η πρωτεΐνη αυτή χρησιμοποιείται από μονοκύτταρα φύκη ώστε να τα βοηθά να κινούνται προς το φως.

Ο αμφιβληστροειδής περιέχει τρία κυτταρικά στρώματα τα οποία συνεργάζονται για τον εντοπισμό και τη μετάδοση των σημάτων φωτός στον εγκέφαλο. Το πρώτο στρώμα περιέχει τους φωτοϋποδοχείς – τα ραβδία και τα κωνία τα οποία ανιχνεύουν το φως. Το δεύτερο στρώμα αποτελείται από διπολικά κύτταρα τα οποία λειτουργούν ως κανάλια μεταφοράς πληροφοριών μεταξύ των φωτοϋποδοχέων και του τρίτου τύπου κυττάρων, των γαγγλιακών κυττάρων που μεταδίδουν τα σήματα του φωτός στον εγκέφαλο.

Σε ασθενείς με μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια και εκφύλιση της ωχράς κηλίδας οι φωτοϋποδοχείς καταστρέφονται με αποτέλεσμα τα γαγγλιακά κύτταρα να μην λαμβάνουν τα σήματα και ο εγκέφαλος να μην μπορεί να παραγάγει εικόνα. Η ιδέα πίσω από τη γονιδιακή θεραπεία είναι να οδηγηθούν τα διπολικά κύτταρα στο να λειτουργούν ως φωτοϋποδοχείς παράγοντας την ChR2. To τροποποιημένο διπολικό κύτταρο θα μπορεί έτσι να αντιλαμβάνεται τα σήματα φωτός και να τα μεταδίδει στα γαγγλιακά.

Επιτυχημένα πειράματα

Η ομάδα του δρος  Χόρσαγκερ δοκίμασε την τεχνική της σε τρεις ομάδες ποντικών: η μία είχε φυσιολογική όραση, η δεύτερη εμφάνιζε μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια ενώ η τρίτη παρουσίαζε εκφύλιση της ωχράς κηλίδας. Σε μία μόνο ομάδα πασχόντων ποντικών εφαρμόστηκε γονιδιακή θεραπεία.

Δέκα εβδομάδες μετά την έγχυση του κατάλληλου γονιδίου στον αμφιβληστροειδή των πειραματοζώων, η ερευνητική ομάδα θανάτωσε ορισμένα από αυτά και εξέτασε εάν το ChR2 εκφραζόταν στον αμφιβληστροειδή. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η πρωτεΐνη του γονιδίου παραγόταν από τα διπολικά κύτταρα.

Η ισχυρότερη απόδειξη ωστόσο σχετικά με την επιτυχία της θεραπείας ήλθε όταν τα πειραματόζωα τοποθετήθηκαν μέσα σε λαβύρινθο και οι επιστήμονες προσπάθησαν να τους δείξουν την έξοδο από αυτόν ρίχνοντας φως στη σωστή διαδρομή. Όπως προέκυψε τα ζώα στα οποία είχε εφαρμοστεί γονιδιακή θεραπεία κατάφεραν να δραπετεύσουν από τον λαβύρινθο 2,5 φορές ταχύτερα από τα υπόλοιπα, σύμφωνα με δημοσίευση που αναμένεται να γίνει στο επιστημονικό περιοδικό «Molecular Therapy».

Η επανάληψη του πειράματος ύστερα από άλλους δέκα μήνες έδειξε ότι τα ποντίκια που είχαν υποβληθεί στη θεραπεία συνέχιζαν να εμφανίζουν βελτίωση στην όρασή τους.«Ελπίζουμε ότι μελλοντικά η θεραπεία θα εφαρμόζεται άπαξ στον άνθρωπο» σημείωσε ο δρ Χόρσαγκερ.

Φόβοι για την ασφάλεια

Υπογραμμίζεται ότι έχουν εκφραστεί φόβοι σχετικά με την ασφάλεια της γονιδιακής θεραπείας. Ωστόσο ο ερευνητής τονίζει ότι τα γονίδια των φυκών εκφράζονται μόνο στα κύτταρα – στόχους και δεν προκαλούν έντονη ανοσολογική απόκριση – τουλάχιστον στα ποντίκια.

Πρέπει πάντως να τονιστεί ότι μικρές ποσότητες DNA του γονιδίου ChR2 εντοπίστηκαν και σε άλλους ιστούς των ποντικών, εκτός του αμφιβληστροειδούς. Το γεγονός αυτό προκαλεί ανησυχία και απαιτεί περαιτέρω μελέτες.

Πηγή: Εφημερίδα "ΤΟ ΒΗΜΑ"