Inovativní technologie, která kombinuje genovou terapii a světelnou stimulaci částečně vrátila slepému muži zrak. Osmapadesátiletý pacient, který se experimentu účastnil, trpí genetickou degenerativní chorobou očí s názvem retinitis pigmentosa. Tato nemoc poškozuje sítnici a postupně vede ke ztrátě světločivných buněk, dokud pacient neoslepne. Proto před zahájením optogenetické terapie muž rozeznával pouze světlo a tmu. Podle článku, který výzkumníci publikovali v Nature Medicine, se mu ale díky nové technologii vrátilo vidění natolik, že za pomoci speciálních brýlí, které do léčeného oka blikají, dokáže rozeznávat většinu objektů, dotýkat se jich nebo je počítat.
Muž byl kvůli onemocnění slepý od dospívání, ale tým vědců pod vedením José-Alaina Sahela, profesora oftalmologie na pařížské Sorbonně i na univerzitě v americkém Pittsburghu, přišel na to, jak jeho sítnici opravit. „Je to úžasné. Rádi vidíme, jak dobře to funguje a jak jednoznačně pacient reaguje,“ uvedl pro web Science News David Birch, expert na degeneraci sítnice z Retina Foundation (tj. nadace pro léčbu sítnice) z jihozápadního Dallasu. Birch provedl několik dalších pokusů s optogenetickou terapií, této studie se ale neúčastnil.
Jiný zrak
Ve zdravém oku slouží z detekci světla proteiny, které jsou na toto záření citlivé – říká se jim opsiny a předávají vizuální informace do mozku. Právě opsiny ale při retinitis pigmentosa vymírají, a tak výzkumníci podali podle AFP pacientovi injekci obsahující gen, který nabádá tělo k tvorbě proteinu citlivého na žluté světlo. Poté čekali pět měsíců, než pacientovo tělo syntetizuje dostatek nových opsinů a naordinovali mu speciální cvičení.
Na oči mu nasadili brýle s kamerou, vytvořenou pro tento pokus, a promítali mu na sítnici žluté obrázky. Po sedmi měsících začal vykazovat známky zlepšení, napsal vědecký tým ze Sorbonny v tiskové zprávě. Postupně začal rozeznávat předměty, naučil se je posouvat nebo počítat. „Není to normální zrak, ale jiné, opravené vidění“ říká pro Pittsburgh Post-Gazette doktor Sahel. „Proto potřebujete pacienta se silnou motivací.“ Přiznává, že je to pomalý proces a teprve rok po pravidelném píchání injekcí do oka Francouz dokázal samostatně přejít silnici.
15letý výzkum
Na podobném postupu pracovali vědci 15 let, než ho poprvé vyzkoušeli na člověku. Optogenetická terapie se od klasické genové, která nahrazuje poškozené geny zdravými, liší. Nepodobá se ani metodě CRISPR, která úpravou genetické informace umí uzdravit nemoc. V roce 2017 se ukázalo, že cesta ke zraku tudy nevede. Americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv tehdy povolil pro vzácné případy vrozené slepoty, způsobené mutací genu RPE65, tradiční genovou terapii, zatímco další výzkumníci se během klinických pokusů snažili odstranit konkrétní chybu v genetickém kódu, která vyvolává dědičnou Leberovu kongenitální slepotu.
Tyto terapie ale podle Botonda Rosky pouze zastavily či zpomalily rozvoj onemocnění, nedokázaly vrátit zrak pacientům, kteří již oslepli. Roska je neurovědcem a genetikem na Institutu molekulární a klinické oftalmologie na Univerzitě v Basileji. Říká, že hlavním problémem bylo, že každá z genových terapií se soustředí pouze na jednu genovou mutaci, zatímco retinitis pigmentosu může způsobit poškození padesáti různých genů. Optogenetická terapie je všechny neopravuje, místo toho dodává do těla úplně novou informaci. Proto může léčit i řadu jiných nemocí, nezávisle na tom, který gen je způsobil. Údajně by terapie měla zabírat třeba i makulární degeneraci, kterou trpí miliony lidí na celém světě.
Injekce do oka
Během dřívějších pokusů používali výzkumníci k vyvolání odpovědi na světlo protein z vodních řas. Jenže ten reagoval jedině na velmi silnou modrou záři. „Je to jako zírat do slunce v poušti,“ říká José-Alain Sahel. Zkrátka tolik světla, kolik je třeba, aby si ho všimla bílkovina z řasy, by zabilo poslední zbytky buněk na sítnici. Proto Sahel a Roska s kolegy změnili postup a vyvinuli terapii na základě jiného proteinu, který je mnohem citlivější na jasně žlutou. Tato barva je navíc pro oko přirozenější a neničí sítnici tolik jako modré či zelené záření.
Potřebnou bílkovinu pak vědci navázali na virus, který dopravil instrukce do nervových gangliových buněk. Sítnice se anatomicky dělí na deset vrstev: vrstva pigmentových buněk, vrstva světločivných výběžků, zevní ohraničující membrána, vnitřní jádrová vrstva s tyčinkami a čípky (právě ty nemocí odumírají), zevní plexiformní vrstva, vnitřní jádrová vrstva, vnitřní plexiformní vrstva, vrstva gangliových buněk, vnitřní ohraničující membrána, vrstva axonů gangliových buněk, přičemž čivé výběžky jsou nejdále od dopadajícího světla. Gangliové buňky pak slouží k vysílání signálů do mozku. Sahelův tým dříve experimentoval s umístěním proteinu do jádrových vrstev sítnice nebo na místo spících světločivných buněk, ale gangliové buňky podle Rosky představují nejsnazší cíl. Dá se k nim dostat injekcí, vpíchnutou do středu oka, a oproti sousedním vrstvám přežívají jednotlivé buňky déle.
Vidí alespoň něco
I přes obrovský úspěch vědy pacient zatím vidí pouze, když si nasadí speciální brýle, které pulzují žlutým světlem. Gangliové buňky už totiž umí rozeznat záblesk světla, když ale svítí neustále, zase se „vypnou“. Brýle zároveň obsahují digitální kameru, která měří intenzitu světla, jakou mají očím ukázat. Jenže rozsah jejich světelnosti je dost limitovaný. Zatímco zdravý člověk alespoň trochu vidí pod hvězdnou oblohou i během slunečného zimního dne, brýle se umí přizpůsobit jen průměru.
Francouz s nimi dokáže rozpoznat například knihu, hrnek nebo lahvičku mýdla. Při pokusu dotknout se sešitu uspěl v 92 procentech případů, s krabičkou od kancelářských sponek se mu to ale povedlo jen na 36 procent. Kelímky pak správně spočítal asi ve dvou třetinách pokusů. „Nevidí perfektně, ale je to užitečné,“ říká profesor. „Subjekt se teď může vrátit ke svému koníčku, vaření. Myslel si, že jeho oči jsou mrtvé a už nikdy nebudou sloužit. Teď je rád, že vidí, alespoň něco,“ pokračuje Sahel.
Pioneer
Jiní vědci Sahelovu týmu vyčítají, že za zlepšení zraku možná nemůže terapie, ale pouhé silné světlo. Další dodávají, že pacient nikdy nebyl slepý doopravdy, protože zbytky zraku v podobě rozeznání dne a noci měl. Že optogenetická terapie nevyléčí úplnou slepotu, se bojí i Sahel a Roska. „Zatím můžeme říct, že máme jednoho pacienta s funkčním pokrokem,“ uvádí Roska. Sahel doplňuje: „Je to milník na cestě k mnohem lepším výsledkům.“ Nyní pracuje s dalšími dvěma slepými dobrovolníky v Pittburghu, ale než uvidí výsledky, bude trvat ještě měsíce. Prý se snaží vylepšit jim brýle. Sice podle něj nikdy nezískají zpět normální zrak, ale jakýkoli pokrok považují za štěstí.
Nedávno společnost GenSight Biologics získala od FDA grant a pokračování v tomto výzkumu, jemuž přezdívá Fast Track. „Poznatky se Sahelova článku v Nature Medicine zkombinujeme s daty ze zkoušky PIONEER, která proběhne do konce roku. Pak budeme ve skvělé pozici, abychom dokázali nabídnout pacientům s retinitis pigmentosa revoluční léčbu,“ říká Bernard Gilly, spoluzakladatel GenSight. Na optogenetické léčbě již pracuje i firma Novartis.
