Terapia genowa częściowo przywróciła funkcję receptorów czopków siatkówki u dwojga dzieci, które urodziły się całkowicie ślepe na kolory, donosi nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z UCL.
Odkrycia opublikowane w Brain dają nadzieję, że leczenie skutecznie aktywuje uśpione wcześniej szlaki komunikacyjne między siatkówką a mózgiem, czerpiąc z plastycznej natury rozwijającego się dorastającego mózgu.
Prowadzone przez naukowców badanie jest prowadzone równolegle z badaniem klinicznym fazy 1/2 u dzieci z achromatopsją, wykorzystując nowy sposób sprawdzenia, czy leczenie zmienia szlaki nerwowe specyficzne dla czopków.
Achromatopsja jest spowodowana chorobotwórczymi wariantami jednego z kilku genów. Wpływa na komórki czopków, które (wraz z pręcikami) są jednym z dwóch typów fotoreceptorów w oku. Ponieważ czopki są odpowiedzialne za widzenie kolorów, osoby z achromatopsją są całkowicie daltonistami, mają też ogólnie bardzo słabe widzenie i czują się niekomfortowo w jasnym świetle (światłowstręt). Ich czopki nie wysyłają sygnałów do mózgu, ale wiele z nich pozostaje obecnych, więc naukowcy starają się aktywować uśpione komórki.
Główny autor, dr Tessa Dekker (Instytut Okulistyki UCL) powiedział: „Nasze badanie jest pierwszym, które bezpośrednio potwierdziło powszechne spekulacje, że terapia genowa oferowana dzieciom i młodzieży może z powodzeniem aktywować ścieżki fotoreceptorów uśpionych czopków i wywoływać sygnały wizualne, których wcześniej nie doświadczali ci pacjenci .
„Wykazujemy potencjał wykorzystania plastyczności naszych mózgów, które mogą być szczególnie zdolne do przystosowania się do efektów leczenia, gdy ludzie są młodzi”.
W badaniu wzięło udział czterech młodych ludzi z achromatopsją w wieku od 10 do 15 lat, którzy wzięli udział w dwóch badaniach prowadzonych przez profesora Jamesa Bainbridge’a z UCL i Moorfields Eye Hospital, sponsorowanych przez MeiraGTx-Janssen Pharmaceuticals.
Dwie próby testują terapie genowe ukierunkowane na określone geny, o których wiadomo, że są zaangażowane w achromatopsję (każda z tych prób dotyczy innego genu). Ich głównym celem jest sprawdzenie, czy leczenie jest bezpieczne, a także sprawdzenie poprawy widzenia. Ich wyniki nie zostały jeszcze w pełni opracowane, więc ogólna skuteczność zabiegów pozostaje do ustalenia.
W towarzyszącym badaniu akademickim wykorzystano nowatorskie podejście do mapowania funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI, rodzaj skanu mózgu), aby oddzielić pojawiające się po leczeniu sygnały czopkowe od istniejących sygnałów napędzanych pręcikami u pacjentów, umożliwiając naukowcom wskazanie wszelkich zmian w funkcji wzrokowej. po zabiegu bezpośrednio do docelowego systemu fotoreceptorów stożkowych. Zastosowali technikę „cichej substytucji”, wykorzystując pary świateł do selektywnej stymulacji czopków lub pręcików. Naukowcy musieli również dostosować swoje metody, aby uwzględnić oczopląs (mimowolne drgania oczu lub “tańczące oczy”), kolejny objaw achromatopsji. Wyniki porównano z testami z udziałem dziewięciu nieleczonych pacjentów i 28 ochotników z prawidłowym wzrokiem.
Każde z czworga dzieci było leczone terapią genową w jednym oku, umożliwiając lekarzom porównanie skuteczności leczenia z nieleczonym okiem.
W przypadku dwojga z czworga dzieci istniały mocne dowody na sygnały za pośrednictwem czopków w korze wzrokowej mózgu pochodzące z leczonego oka, sześć do 14 miesięcy po leczeniu. Przed leczeniem pacjenci nie wykazywali funkcji czopków w żadnych testach. Po leczeniu ich pomiary bardzo przypominały te z normalnie widzących uczestników badania.
Uczestnicy badania wykonali również psychofizyczny test funkcji czopków, który ocenia zdolność oczu do rozróżniania różnych poziomów kontrastu. To pokazało, że u tych samych dwojga dzieci istniała różnica w widzeniu wspomaganym stożkiem w leczonych oczach.
Naukowcy twierdzą, że nie mogą potwierdzić, czy leczenie było nieskuteczne u pozostałych dwóch uczestników badania, czy też mogły wystąpić efekty leczenia, które nie zostały wykryte przez stosowane przez nich testy, lub czy efekty są opóźnione.
Współautor, dr Michel Michaelides (UCL Institute of Ophthalmology and Moorfields Eye Hospital), który jest również współbadaczem w obu badaniach klinicznych, powiedział: „W naszych badaniach sprawdzamy, czy terapia genowa we wczesnym okresie życia może być najskuteczniejsza podczas gdy obwody neuronowe wciąż się rozwijają.Nasze odkrycia wykazują bezprecedensową plastyczność neuronalną, dając nadzieję, że terapie mogą umożliwić funkcje wzrokowe za pomocą ścieżek sygnalizacyjnych, które były uśpione od lat.
„Wciąż analizujemy wyniki naszych dwóch badań klinicznych, aby sprawdzić, czy ta terapia genowa może skutecznie poprawić codzienne widzenie osób z achromatopsją. Mamy nadzieję, że dzięki pozytywnym wynikom i dalszym badaniom klinicznym moglibyśmy znacznie poprawić wzrok ludzi z dziedzicznymi chorobami siatkówki”.
Dr Dekker dodał: „Wierzymy, że włączenie tych nowych testów do przyszłych badań klinicznych może przyspieszyć testowanie terapii genowych oka dla szeregu schorzeń, oferując niezrównaną wrażliwość na wpływ leczenia na przetwarzanie neuronalne, a jednocześnie zapewniając nowy i szczegółowy wgląd w to, kiedy i dlaczego te terapie działają najlepiej”.
Jeden z uczestników badania skomentował: „Obserwowanie zmian w moim wzroku było bardzo ekscytujące, więc chcę zobaczyć, czy są jeszcze jakieś zmiany i dokąd to leczenie jako całość może prowadzić w przyszłości.
„Właściwie dość trudno jest sobie wyobrazić, jaki lub tylko wpływ może mieć duża poprawa mojej wizji, ponieważ dorastałem i przyzwyczaiłem się do słabego widzenia, przystosowałem się i przezwyciężyłem wyzwania (z dużym wsparciem tych wokół mnie) przez całe moje życie.”
Badanie było wspierane przez National Institute for Health Research (NIHR) Biomedical Research Center (BRC) w Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust i UCL Institute of Ophthalmology, Economic & Social Research Council, MeiraGTx, Retina UK, Moorfields Eye Hospital Special Trustees , Moorfields Eye Charity, Foundation Fighting Blindness, Wellcome, Ardalan Family Scholarship, The Persia Educational Foundation Maryam Mirzakhani Scholarship oraz Sir Richard Stapley Educational Trust.