Оптогенетика помогла частично восстановить зрение мужчине после 40 лет слепоты

Пациент во время одного из тестов

Нейробиологи частично восстановили зрение мужчине, которой был слепым уже 40 лет. Для этого они применили оптогенетическую терапию: доставили в ганглиозные клетки сетчатки вирусные векторы, кодирующие светочувствительный ионный канал. С помощью очков, проецирующих на сетчатку световые волны, мужчина стал различать предметы перед собой. До этого пигментный ретинит считался неизлечимым заболеванием. Статья опубликована в Nature Medicine.

Пигментный ретинит — это наследственное дегенеративное заболевание глаз, связанное с 71 мутацией различных генов. У больных людей повреждаются фоторецепторы сетчатки. Сначала у пациента пропадает способность видеть в сумерках, деградирует периферическое зрение, а затем может возникнуть полная слепота. В настоящий момент в мире проживают около двух миллионов людей с этим заболеванием. До настоящего времени от него не было лекарства, хотя пытались применять стволовые клетки, каннабиноиды и генную терапию.

Оптогенетическое восстановление зрения — это новаторская терапия по лечению пигментного ретинита. Она стала возможной благодаря открытию опсинов — светочувствительных каналов, которые вызывают деполяризацию или гиперполяризацию клетки через приток ионов. С помощью различных длин волн можно манипулировать нейронами, открывая и закрывая ионные каналы. Мы уже писали, что с помощью методов оптогенетики ученые смогли восстановить зрение у макак. В ганглионарный слой сетчатки у них ввели вирусные векторы, кодирующие опсин. В итоге нервный импульс от попадания света на модифицированные ганглионарные клетки полностью совпал с тем, который испускают обычные при стимуляции от палочек и колбочек. К сожалению, видимое обезьяной изображение оценить было невозможно, но этот эксперимент показал возможности оптогенетики в восстановлении зрения.

Научная группа Ботонда Роски (Botond Roska) из Университета Базеля на протяжении 13 лет сотрудничала с группой Жозе Сахеля (José-Alain Sahel) из Университета Сорбонны, чтобы сделать возможной операцию по оптогенетическому восстановлению зрения у человека. «Сетчатка — это биологический компьютер в глазах. В верхнем слое находятся светочувствительные клетки, а в нижнем — ганглиозные клетки, которые формируют оптический нерв. У пациентов с пигментным ретинитом поврежден только верхний из слоев. Воздействуя на ганглионарные клетки, мы создали искусственный слой светочувствительных клеток в сетчатке слепого», — рассказывает о проделанной работе Ботонд Роска.

Ученые применили метод оптогенетического восстановления зрения у мужчины, которые 40 лет назад потерял зрение и воспринимал только разницу между светом и темнотой. Они использовали аденовирусный вектор, кодирующий опсин ChrimsonR, соединенный с флуоресцентным белком tdTomato. Такая конструкция увеличивает встраивание ChrimsonR в клеточную мембрану. Вектор ввели в ганглионарные клетки сетчатки глаза, который хуже видел. Ученые надели на пациента очки-камеру, которые фиксируют изменение света в каждом пикселе, трансформируют свет в монохромные изображения и посылают на сетчатку подобно проектору. Эти световые волны активируют опсины ганглионарных клеткок сетчатки, и сигнал от них поступает в мозг.

После процедуры мужчина различил объекты, лежащие перед ним на столе (в 92 процентах случаев), а также смог сосчитать их (в 63 процентах случаев).

Сравнение правильности ответов до и после применения оптогенетической терапии, p

Чтобы оценить нейронную активность, пациенту провели электроэнцефалографическое исследование. Наибольшую активность при рассматривании предметов наблюдали в затылочной коре с противоположной стороны от глаза, у которого частично восстановили зрение.

Амплитуда ЭЭГ в затылочной области в моменты, когда перед пациентом лежал предмет (справа) и когда его не было (слева), p

«Пациенту нужно время, чтобы адаптироваться к новым сигналам, поступающим от глаза, так как эти сигналы, несмотря на все старания ученых, все равно не являются естественными для организма. Вначале пациент видел вспышки, а потом „звездное небо“. Улучшения наступают постепенно», — заключил Сахель. Пациент в детстве не был слепым, поэтому учёные надеются, что процесс адаптации не займет много времени за счет памяти о визуальных образах, сохранившейся в мозге.

С помощью оптогенетики ученые и раньше добивались примечательных результатов. Например, научили птиц петь, внедрив информацию о песнях в их мозг, а также изменили восприятие времени у мышей.

Анастасия Кузнецова

Источник: nplus1.ru

0 0 голоса
Рейтинг статьи

Опубликовано: 24.05.2021 в 22:45

Автор:

Категории: Наука и технологии

Подписаться
Уведомить о
guest
0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии