Концепция генетики ДНК глаза
У больных наблюдалось некоторое, хотя и резкое снижение, зрительных функций днем, однако ночью они были практически слепы, светочувствительность в 10 000–100 000 раз ниже нормы.
У пациентов был врожденный амавроз Лебера, тип генетической врожденной слепоты.
По словам исследователей из Глазного института Шейе в Медицинской школе Перельмана Пенсильванского университета, у взрослых с генетической формой детской слепоты наблюдалось замечательное восстановление ночного зрения в течение нескольких дней после прохождения экспериментальной генной терапии.
У пациентов был врожденный амавроз Лебера (LCA), врожденная слепота, вызванная мутациями гена GUCY2D. Результаты были опубликованы в журнале iScience.
Исследователи вводили генную терапию AAV, которая содержит ДНК здоровой формы гена, в сетчатку одного глаза каждого из пациентов в соответствии с протоколом клинических испытаний. У каждого пациента наблюдалось значительное улучшение зрительных функций, опосредованных фоторецепторными клетками палочковидного типа, в пролеченном глазу в течение нескольких дней после лечения.
Большая часть способности человеческого глаза видеть при слабом освещении обеспечивается палочками, которые очень чувствительны к свету.
«Эти захватывающие результаты демонстрируют, что основной молекулярный механизм фототрансдукции остается в значительной степени неповрежденным в некоторых случаях LCA и, таким образом, может поддаваться генной терапии даже после десятилетий слепоты», — сказал ведущий автор исследования Сэмюэл Г. Джейкобсон, доктор медицинских наук, профессор офтальмологии в Пенсильвании.
Статистика рождаемости с геном LCA
Один из каждых 40 000 новорожденных рождается с LCA, который является одним из наиболее частых врожденных состояний слепоты. Хотя степень потери зрения может варьироваться от пациента к пациенту с LCA, все такие люди испытывают значительные нарушения зрения, начиная с первых нескольких месяцев жизни. Существует более двух десятков генов, дисфункция которых может вызывать LCA.
- До 20 процентов случаев LCA вызваны мутациями в GUCY2D, гене, который кодирует ключевой белок, необходимый фоторецепторным клеткам сетчатки для «каскада фототрансдукции» — процесса, который преобразует свет в нейронные сигналы.
- Предыдущие исследования изображений показали, что пациенты с этой формой LCA, как правило, имеют относительно сохранные фоторецепторные клетки, особенно в областях, богатых палочками, намекая на то, что фототрансдукция на основе палочек может снова работать, если присутствует функциональный GUCY2D.
- Ранние результаты с низкими дозами генной терапии, о которых сообщалось в прошлом году, согласовывались с этой идеей.
Исследователи использовали более высокие дозы генной терапии у двух пациентов, 19-летнего мужчины и 32-летней женщины, у которых были особенно серьезные нарушения зрения на основе палочек. При дневном свете у пациентов были некоторые, хотя и сильно нарушенные, зрительные функции, но ночью они были практически слепы, их светочувствительность была в 10 000–100 000 раз ниже нормы.
Результаты исследований
Исследователи применяли терапию только к одному глазу у каждого пациента, поэтому пролеченный глаз можно было сравнить с необработанным глазом, чтобы оценить эффект лечения. Операцию на сетчатке провел Аллен С. Хо, доктор медицинских наук, профессор офтальмологии Университета Томаса Джефферсона и глазной больницы Уиллс. Тесты показали, что у обоих пациентов глаза, подвергшиеся лечению, стали в тысячи раз более светочувствительными в условиях низкой освещенности, существенно исправив первоначальный дефицит зрения. Всего исследователи использовали девять взаимодополняющих методов для измерения светочувствительности пациентов и функционального зрения. Они включали проверку навыков навигации в помещении в условиях низкой освещенности и проверку непроизвольной реакции зрачков на свет. Испытания постоянно показывали значительные улучшения зрения при слабом освещении на основе стержней.
«Не менее поразительной была скорость улучшения после терапии. В течение восьми дней оба пациента уже продемонстрировали измеримую эффективность», — сказал соавтор исследования Артур В. Сидециан, доктор философии, профессор-исследователь офтальмологии в Пенсильвании.
По мнению исследователей, результаты подтверждают, что генная терапия GUCY2D восстанавливает функции фоторецепторов на основе палочек, и предполагают, что пациенты с GUCY2D-LCA с более тяжелой дисфункцией на основе палочек, вероятно, получат наибольшую пользу от терапии. Практический вывод заключается в том, что при скрининге кандидатов на LCA и при их наблюдении на протяжении всего лечебного испытания следует уделять особое внимание измерению зрения с помощью палочек.
Результаты, по словам исследователей, также подчеркивают тот замечательный факт, что у некоторых пациентов с тяжелой врожденной потерей зрения сети клеток сетчатки, которые опосредуют зрение, остаются в значительной степени живыми и неповрежденными, и им требуется только восполнение недостающего белка, чтобы снова начать работать или меньше сразу.