Исследователи из Университетского колледжа Лондона (UCL) использовали генную терапию для частичного восстановления функции рецепторов колбочек сетчатки у двух детей, согласно пресс-релизу, опубликованному учреждением.
Это многообещающий шаг к реактивации ранее неактивных путей связи между сетчаткой и мозгом за счет использования пластичности подросткового мозга.
Исследование использует новый метод, чтобы определить, изменяет ли лекарство мозговые цепи, характерные для колбочек, у детей с ахроматопсией, частичным или полным отсутствием цветового зрения.
Активация путей фоторецепторов спящих колбочек
Ахроматопсия - это генетическое заболевание, поражающее колбочки, один из двух видов фоторецепторов в глазах. Поскольку колбочки определяют цвет, люди с ахроматопсией полностью дальтоники, а также имеют очень плохое зрение в целом и их беспокоит яркий свет (светобоязнь). Исследователи пытались оживить спящие колбочки, потому что, хотя многие из них все еще присутствуют, они не посылают сигналы в мозг.
«Наше исследование является первым, прямо подтверждающим широко распространенное предположение о том, что генная терапия, предлагаемая детям и подросткам, может успешно активировать спящие пути фоторецепторов колбочек и вызывать визуальные сигналы, которые эти пациенты никогда раньше не испытывали», - сказал доктор. Тесса Деккер, ведущий автор исследования.
"Мы демонстрируем потенциал использования пластичности нашего мозга, который может быть особенно способен адаптироваться к эффектам лечения, когда люди молоды."
В исследование были включены четверо детей в возрасте от 10 до 15 лет, которые приняли участие в двух клинических испытаниях под руководством профессора Джеймса Бейнбриджа из UCL и глазной больницы Мурфилдс, спонсируемых MeiraGTx-Janssen Pharmaceuticals.
Оба упомянутых испытания проверяют генную терапию, нацеленную на определенные и различные гены, связанные с ахроматопией. Их основная цель - проверить безопасность лечения, помимо проверки улучшения зрения. Общая эффективность лечения еще не оценена, так как все их результаты еще не сопоставлены. Эффективность лечения еще не оценена, так как еще не собраны все их результаты.
Использование нового подхода к отображению
Исследователи использовали новый подход к картированию, называемый «функциональная магнитно-резонансная томография» (фМРТ), чтобы отделить возникающие после лечения сигналы колбочек от существующих сигналов, управляемых стержнем у пациентов. Это также позволило исследователям обнаружить любые изменения зрительной функции.
Они использовали метод «тихой замены», используя пары источников света для стимуляции определенных колбочек или палочек. Исследователи также адаптировали свои методы к другому симптому ахроматопии, известному как нистагм или «танцующие глаза», и сравнили свои результаты с тестами, в которых участвовали 28 добровольцев с нормальным зрением и девять пациентов, не получавших лечения..
От шести до 14 месяцев после лечения двое из четырех детей продемонстрировали убедительные доказательства опосредованных колбочками сигналов в зрительной коре головного мозга, исходящих от пролеченного глаза. Субъекты не показали признаков функции колбочек в каких-либо тестах до лечения. С другой стороны, после лечения их показатели были очень похожи на показатели участников исследования с нормальным зрением.
Субъекты исследования также прошли психофизический тест функции колбочек, который измеряет способность глаз различать различные уровни контраста. Это указывало на разницу в зрении с опорой на колбочки в обработанных глазах у тех же двух детей.
По словам исследователей, они не могут установить, было ли лечение неэффективным у двух других субъектов исследования, были ли эффекты лечения, которые их тесты могли не обнаружить, или эффекты были отсрочены.
Мы все еще анализируем результаты наших двух клинических испытаний, чтобы увидеть, может ли эта генная терапия эффективно улучшить повседневное зрение у людей с ахроматопсией. Мы надеемся, что с положительными результатами и дальнейшими клиническими испытаниями мы может значительно улучшить зрение у людей с наследственными заболеваниями сетчатки», - сказал доктор Мишель Михаэлидис, соавтор исследования.
Результаты исследования опубликованы в журнале Brain.
Недавние достижения в области регенеративной терапии сделали лечение ранее неизлечимых заболеваний глаз более доступным. Ахроматопсия - тяжелое моногенное наследственное заболевание сетчатки, которое нарушает функцию колбочек с рождения, оставляя пациентов с полной дальтонизмом, низкой остротой зрения, светочувствительностью и нистагмом. В то время как успешная генно-замещающая терапия в моделях ахроматопсии, не относящихся к приматам, породила широкие надежды на клиническое лечение, еще предстоит определить, могут ли эти методы лечения вызывать новую функцию колбочек в человеческом мозгу и каким образом. Используя новый мультимодальный подход, мы впервые демонстрируем, что генная терапия может успешно активировать спящие пути, опосредованные колбочками, у детей с ахроматопсией (ассоциированные с CNGA3 и CNGB3, 10-15 лет). Чтобы проверить это, мы объединили функциональное картирование рецептивного поля популяции с помощью МРТ и психофизику со стимулами, которые избирательно измеряют сигнализацию колбочковых фоторецепторов. Мы измерили функцию коры и зрительного конуса до и после генной терапии у четырех детей, оценивая изменения, связанные с лечением, по сравнению с эталонными данными пациентов, не получавших лечения (n = 9), и участников с нормальным зрением (n = 28). После лечения двое из четырех детей продемонстрировали убедительные доказательства наличия новых сигналов, опосредованных колбочками, в зрительной коре с ретинотопическим паттерном, которого не было при нелеченой ахроматопсии и вероятность случайного появления которого маловероятна. Важно отметить, что это изменение сопровождалось значительным улучшением психофизических показателей зрительной функции, опосредованной колбочками. Эти улучшения были специфичны для пролеченного глаза и обеспечивают убедительные доказательства успешного считывания и использования новой информации, опосредованной колбочками. Эти данные впервые показывают, что заместительная генная терапия при ахроматопсиях в течение пластического периода развития может пробудить дремлющие сигнальные пути колбочек после многих лет депривации. Это свидетельствует о беспрецедентной нейронной пластичности в развивающейся нервной системе человека и открывает большие перспективы для новых регенеративных методов лечения.