Giugno 13, 2021

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L’optogenetica restituisce parzialmente la vista a un cieco

Dopo 40 anni di cecità, un uomo di 58 anni può vedere di nuovo immagini e oggetti in movimento, grazie alla produzione di proteine ​​fotosensibili nella sua retina. questa prestazione, Pubblicato il 24 maggio sulla rivista medicina della natura, è la prima applicazione clinica di successo dell’optogenetica, una tecnologia che utilizza la luce per controllare l’espressione genica o l’attività neuronale. Questo metodo è comunemente usato in laboratorio per esplorare i circuiti neurali ed è oggetto di ricerca come potenziale trattamento per il dolore, la cecità e i disturbi neurologici.

La sperimentazione clinica, guidata dal team di José-Alain Sahel presso l’Institute of Vision di Parigi (che ne è il fondatore) e dai collaboratori di GenSight Biologics a Parigi e dell’Università di Pittsburgh in Pennsylvania, si concentra su pazienti con retinite pigmentosa, una malattia degenerativa che distrugge le cellule dei fotorecettori nell’occhio. In una retina sana, i fotorecettori rilevano la luce e inviano segnali elettrici alle cellule gangliari della retina, che poi trasmettono il segnale al cervello. La terapia optogenetica di José Alan Sahel e del suo team aggira le cellule fotorecettrici danneggiate stimolando la produzione di proteine ​​fotosensibili. [la rhodopsine-canal ChrimsonR, couplée à une protéine fluorescente rouge, ndlt] Direttamente nelle cellule gangliari della retina tramite un vettore virale [un virus modifié pour contenir le gène de la protéine photosensible, ndlt], consentendo a queste cellule di rilevare direttamente le immagini.

I ricercatori hanno iniettato il virus nell’occhio di un paziente con retinite pigmentosa, quindi hanno aspettato quattro mesi affinché la produzione di proteine ​​dalle cellule gangliari retiniche si stabilizzasse prima di testare la sua vista. Secondo José Alan Coast, una delle sfide è stata regolare l’intensità e la lunghezza d’onda della luce che entra nell’occhio. In effetti, nella retina sana, una varietà di cellule e proteine ​​sensibili alla luce può rilevare un’ampia gamma di lunghezze d’onda e “nessuna proteina da sola può riprodurre ciò che può fare il sistema visivo”, spiega il ricercatore. Così i ricercatori hanno progettato occhiali speciali che catturano le informazioni visive dall’ambiente e le trascrivono in una forma che può essere rilevata dalle proteine ​​prodotte.

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Grazie alla fotocamera, gli occhiali analizzano le differenze di contrasto e luminosità e le convertono in tempo reale in impulsi luminosi di colore ambra [590 nanomètres de longueur d’onde, ndlt]. Quando questi impulsi passano attraverso l’occhio e colpiscono le cellule gangliari retiniche alterate, attivano proteine ​​sensibili alla luce in modo che le cellule gangliari inviino un segnale elettrico al cervello, che poi lo converte in un’immagine.

Il partecipante a questo esperimento ha dovuto allenarsi con gli occhiali per diversi mesi prima che il suo cervello si adattasse gradualmente a interpretare correttamente gli impulsi luminosi. “Era lui stesso uno sperimentatore che cercava di dare un senso a ciò che vedeva e dargli un significato”, spiega Jose Alan Sahel. Alla fine, il paziente è stato in grado di distinguere immagini ad alto contrasto, inclusi oggetti sul tavolo e le linee bianche dei pedoni che attraversano. La registrazione EEG parallela della sua attività cerebrale ha confermato che la sua corteccia visiva ha reagito all’immagine allo stesso modo di un soggetto con una vista normale.

Il paziente non è ancora in grado di vedere senza i propri occhiali, ma secondo José Alan Sahl, li indossa per diverse ore al giorno e la sua vista ha continuato a migliorare per due anni dopo l’iniezione. Altre sei persone hanno ricevuto lo stesso trattamento l’anno scorso, ma la pandemia di COVID-19 ha ritardato il loro addestramento all’uso degli occhiali. Jose Alan Sahel spera di ottenere risultati entro un anno circa.

sicuro e durevole

“Questo è un enorme passo avanti nel campo dei disturbi della vista”, afferma John Flannery, neuroscienziato dell’Università della California, a Berkeley. “La cosa più importante è che l’effetto appaia sicuro e permanente, il che è davvero incoraggiante. Poiché la retina contiene cento volte meno cellule gangliari rispetto alle cellule dei fotorecettori, la risoluzione delle immagini ottenute con questa tecnica non sarà mai buona come la visione normale Ma John Flannery crede che ci sia davvero una grande promessa che il cervello possa interpretare accuratamente le immagini.

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Altri ricercatori stanno aspettando ulteriori risultati. “È un caso interessante, ma unico”, ha detto il giudice Sheila Nirenberg, neuroscienziato al Weill Cornell Medical College di New York. È ansiosa di vedere se altri partecipanti allo studio, in particolare quelli che hanno ricevuto il trattamento a dosi più elevate, vedono risultati simili.

GenSight Biologics è una delle numerose aziende che stanno esplorando l’optogenetica come trattamento per la retinite pigmentosa e altre malattie della retina. A marzo, Bionic Sight di Sheila Nirenberg ha annunciato che di cinque persone con retinite pigmentosa trattate con un simile trattamento di genetica della luce e un auricolare per realtà virtuale, quattro avevano ripristinato un certo livello di visione, ma i risultati completi dell’articolo devono ancora essere pubblicati. Il colosso farmaceutico svizzero Novartis sta sviluppando un trattamento basato su una proteina diversa che è più fotosensibile, quindi non sarà necessario cambiare occhiali. Tuttavia, questo trattamento non è ancora stato sottoposto a studi clinici.

Uno degli inventori dell’optogenetica, Karl Desseroth, della Stanford University in California, ritiene che questo studio sia importante perché è la prima volta che gli effetti di questa tecnologia vengono mostrati sull’uomo. “Sarebbe interessante provare questo metodo con opsine più sensibili alla luce” che non richiederebbero occhiali, aggiunge. Ma si aspetta che l’optogenetica continuerà ad essere utilizzata principalmente come strumento di ricerca che porta a trattamenti, piuttosto che come trattamento in sé. “Speriamo di vedere sempre più studi clinici guidati dall’optogenetica”, afferma.