Optogenetica, o terapie nouă care combină terapia genică și lumina - InfoTecnoVision

Optogenetica este o tehnologie/terapie nouă și revoluționară care se bazează pe o combinație de terapie genetică și lumină cu care diferitele celule nervoase pot fi identificate și controlate destul de precis. Este ceva care ridică multe așteptări în cadrul comunității neuroștiințifice, deoarece este instrumentul ideal pentru identificarea funcționării circuitelor cerebrale neuronale, ceea ce reprezintă un mare avans pentru studierea și tratarea diferitelor boli, inclusiv Parkinson, epilepsie sau schizofrenie. Cu toate acestea, primele studii clinice au început în domeniul oftalmologiei, în special la pacienții cu retinită pigmentară.

Această patologie este o boală degenerativă a retinei în care celulele fotosensibile din această parte a ochiului mor treptat, provocând o pierdere progresivă a vederii nocturne și a vederii periferice, urmată în cele din urmă de pierderea vederii centrale și a orbirii.

De ce a fost selectată această patologie și nu alta? Ei bine, pentru că îndeplinește trei cerințe foarte importante care îl fac opțiunea ideală pentru implementarea acestei noi terapii:

Ochiul este organul ideal pentru această tehnologie, deoarece este mult mai „accesibil” decât creierul. Pentru a putea acționa asupra acestuia din urmă, trebuie să folosiți o intervenție chirurgicală pentru a introduce un cablu cu fibră optică și pentru a stimula celulele dorite cu lumină, în timp ce prin ochi este inutil, deoarece aceeași lumină ambientală este cea care stimulează aceste celule.
În această patologie, apare o degenerare a celulelor fotosensibile ale retinei, deci este din nou terenul ideal pentru a încerca să transforme celulele nervoase ganglionare ale retinei în celule fotosensibile datorită optogeneticii.
În retinita pigmentară, nervul optic este intact, astfel încât transmiterea nervului de la aceste celule la creier este garantată.

În acest moment există două companii care au început să experimenteze optogenetica în retinita pigmentară: GenSight Biologics și RetroSense Therapeutics. Primul, GenSight, nu a început încă să efectueze studii clinice la oameni cu această patologie, a făcut-o doar la animale (aici aș dori să subliniez că această companie a experimentat deja rezultate bune cu terapia genică în Leber neuropatie optică ereditară, o boală genetică degenerativă rară a ochilor pentru care nu există tratament curativ). Este a doua companie, RetroSense, care a început deja să efectueze studii clinice la persoanele cu retinită pigmentară. Apropo, această a doua companie nu a fost achiziționată cu mult timp în urmă de laboratoarele Allergan, într-un exemplu clar al potențialului acestei terapii și al interesului pe care îl trezește. Fără îndoială, această achiziție va beneficia de dezvoltarea și evoluția optogeneticii, deoarece Retrosense va avea mai multe resurse, atât tehnice, cât și economice, pentru a continua studiile clinice.

Dar hei, să mergem la ceea ce ne interesează și în ordine ...

Ce este optogenetica?

Optogenetica este o tehnologie/terapie care combină metode optice, care pot fi flashuri de lumină de la un laser sau un LED, cu metode genetice. Obiectivul este de a transfera către un grup specific de neuroni CDNA care codifică proteine sensibile la lumină de origine microbiană, numite opsine. Cu această tehnică, genele exogene care codifică proteinele fotosensibile care modifică comportamentul celulei prin lumină sunt introduse în celule.

Bazele optogeneticii se găsesc în studiul unui organism unicelular, alga Chlamydomonas Reinhardtii și capacitatea sa de a se deplasa către o sursă de lumină. Medicii Peter Hegemann, Georg Nagel și Ernst Bamberg au descoperit o proteină numită Channelrodopsin 2 (ChR2), pe care această algă o folosește pentru a se deplasa spre lumină.

La stimularea cu un fascicul luminos de lumină albastră de 473nm, ChR2 se deschide permițând trecerea ionilor prin gradientul electrochimic al celulei. Neuronii exprimă niveluri suficiente de ChR2, astfel încât lumina albastră, prin fibră optică, permite canalului să se deschidă și sodiul să intre în neuron. Când ChR2 este exprimat în membrana neuronală, impulsurile luminoase sunt transformate în potențiale de acțiune.

Este o tehnologie nouă care și-a început dezvoltarea în 2002 de către Boriz Zemelman și Gero Miesenböck, deși cel mai relevant om de știință în acest domeniu este Dr. Karl Deisseroth de la Universitatea Stanford, deoarece el a făcut prima demonstrație în 2005 a unui sistem optogenetic foarte util folosind canalrodopsina 2. În 2010 revista Nature Methods a numit optogenetica cea mai importantă metodă a anului.

Această tehnică se răspândește pe scară largă între diferitele echipe de cercetare din domeniul neurologiei, deoarece, în afară de instrumentul ideal pentru identificarea funcționării circuitelor cerebrale neuronale, este o metodă destul de simplă, ușor de învățat și nu necesită investiții mari, deoarece cu un cost relativ scăzut al echipamentelor, este deja posibil să începem cercetările cu această tehnică revoluționară care promite să fie foarte utilă pentru identificarea populațiilor de celule implicate într-o multitudine de patologii, contribuind astfel la căutarea de noi tratamente.

Aplicații ale optogeneticii

În afară de utilizarea actuală a acestei tehnologii în retinita pigmentară, există și alte cazuri în care a fost deja experimentată sau în care se așteaptă să se obțină rezultate. Dintre acestea, se remarcă următoarele:

Haide, după cum puteți vedea, există mai multe cazuri în care optogenetica își poate arăta valoarea și cred că este ceva care ne favorizează, comunitatea persoanelor nevăzătoare, deoarece aceste prime studii clinice privind retinita pigmentară sunt vitale pentru utilizarea viitoare acestei terapii în alte patologii, ceea ce înseamnă că sunt alocate mai multe resurse tehnice și financiare. Dar hei, voi vorbi despre acest punct interesant la sfârșitul articolului, în concluzie. Să mergem pas cu pas.