Zamknij

Edycja genów w oczach pomoże leczyć choroby wywołujące ślepotę. To przełom

06.12.2022 08:31

Możliwe, że za kilka lat będziemy skutecznie zwalczać choroby wywołujące ślepotę. Jak podaje PAP, Prof Krzysztof Palczewski z zespołem, który prowadzi prac nad terapiami umożliwiającymi widzenie osobom z takimi schorzeniami, zapowiada: po operacji nastąpi całkowite przywrócenie widzenia.

Leczenie ślepoty będzie możliwe. Przełom w badaniach
fot. Shutterstock
  1. Edycja genów w oku: co to za zabieg?
  2. Kto jest najbardziej narażony na utratę wzroku?
  3. Rewolucja w leczeniu chorób oczu

Eksperci szacują, że do 2040 roku jaskra dotknie ponad 100 milionów ludzi na świecie: to coraz większe zagrożenie. Nieleczona, późno wykryta choroba może nawet prowadzić do ślepoty. Nad metodami, które pomogą leczyć choroby prowadzące do ślepoty (jaskra, zwyrodnienie plamki żółtej, choroby siatkówki) pracuje prof. Krzysztof Palczewski z zespołem z University of California, Irvine (UCI).  Naukowiec wyjechał z Polski do USA po doktoracie, w latach 80. Jest laureatem Nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej z 2012 r.

Techniki edycji genów umożliwiają już naprawę mutacji genetycznych w żyjących komórkach, również w oku. Dwa lata temu zespół naukowców za pomocą precyzyjnej techniki edycji genów umożliwił widzenie u myszy z wrodzoną ślepotą.

– Potrzebujemy jednak jeszcze 5-7 lat, aby przejść do badań na ludziach – mówi.

Edycja genów w oku: co to za zabieg?

Aby wzrok prawidłowo działał, potrzebna jest zgodna współpraca ogromnej ilości białek, m.in. w siatkówce oka. Jeśli któreś z nich jest nieprawidłowo zbudowane, zostaje przerwana kaskada reakcji, które są potrzebne, aby widzieć. Informacja o tym, jakie białka w oku trzeba produkować, zapisana jest w genach. Na razie znamy około 250 genów, które mają znaczenie w procesie widzenia. Jeśli w którymś z nich wystąpi niekorzystna mutacja - wzrok nie działa wtedy w pełni sprawnie, co może być przyczyną ślepoty.

Jak tłumaczy profesor, procedura edycji genów w oku będzie zaczynała się od pobrania próbki tkanki pacjenta. Komórki będą hodowane w laboratorium, by testować na nich białka i enzymy.

– Będą to zaprojektowane specjalnie na potrzeby każdego pacjenta białkowe maszynerie do edycji genów - m.in. "uszyte" na miarę cząsteczki, tzw.guide RNA, które doprowadzą na właściwe miejsce w komórce białka edytujące DNA. Procedura takiego testowania bezpieczeństwa i skuteczności wybranych białek, a potem namnażania ich, zajmuje na razie 2-3 miesiące. Po tym czasie zaprojektowane i przebadane w komórkach pacjenta związki dostarczane będą do oka pacjenta podczas operacji za pomocą iniekcji – opisuje prof. Palczewski.

Edycja genów w oku zachodzi bardzo szybko. Potem pacjent będzie musiał nauczyć się sprawnie posługiwać wzrokiem.

– Jestem przekonany, że po operacji nastąpi całkowite przywrócenie widzenia - po prostu geny będą działały prawidłowo – mówi naukowiec pytany, jaka będzie sprawność wzroku po operacji.

Jak wskazuje badacz, skutki takiej operacji mają być trwałe, a wzrok będzie przywrócony raz na zawsze. Prof. Palczewski pokazuje nagranie dokumentujące skutki operacji na niewidomym psie. Zwierzę ma przejść przez pokój wypełniony przeszkodami. Przed operacją pies czuje się w pomieszczeniu niepewnie, wpada na przedmioty i znajduje drogę, posługując się węchem. Już w trzy dni po operacji zwierzę, wymachując wesoło ogonem, bez trudu omija wszystkie przeszkody.

Kto jest najbardziej narażony na utratę wzroku?

Poza jaskrą, ogromnym zagrożeniem są dziedziczne choroby siatkówki, które przyczyniają się do ślepoty. Występują u jednej na trzy-cztery tysiące osób.
– Choroby te jednak są tak różnorodne, że konwencjonalne podejście farmakologiczne - szukanie osobnego leku na każdą z tych chorób z osobna - jest niezwykle czasochłonne" - zauważa prof. Palczewski.

On sam bada biochemiczne procesy niezbędne w pracy oka. Opisał już m.in. działanie rodopsyny i jej znaczenie w utracie wzroku. Dzięki takim badaniom lepiej rozumiemy, które fragmenty w DNA - i w jaki sposób - są odpowiedzialne za proces widzenia.

Rewolucja w leczeniu chorób oczu

Prof. Palczewski tłumaczy, że perspektywa edycji genów w ludzkim oku stała się bardzo bliska dzięki kilku przełomom, jakie pojawiły się w ostatnich kilku latach w nauce. To między innymi postęp w genetyce: możliwość szybkiego i taniego sekwencjonowania genomu, a także rozwój wiedzy o tym, jakie są funkcje poszczególnych genów. Każda osoba z dziedziczną chorobą siatkówki może obecnie zbadać swoje DNA i sprawdzić, jaka dokładnie mutacja uniemożliwia widzenie. Kolejne przełomy to zatwierdzenie pprzez amerykańską agencję FDA leku Voretigene neparvovec – to pierwsza dopuszczona w USA terapia genowa, którą prowadzi się bezpośrednio w ciele pacjenta.Ważnym krokiem było też opracowanie techniki edycji genów CRISPR-Cas 9.

– Dzięki tym osiągnięciom możemy już precyzyjnie poprawiać bardzo drobne błędy w zapisie genetycznym w żyjących komórkach. Badacz wychodzi z założenia, że technologia ta jest znacznie bezpieczniejsza i precyzyjniejsza, niż wprowadzanie zmian w genomie za pośrednictwem wirusów – jak w zatwierdzonej już terapii.

Następnym przełomem jest technologia zastosowana w szczepionkach na COVID Moderny i Pfizera. Pozwala ona dostarczać do wnętrza ludzkich komórek precyzyjnie zaprojektowane RNA. Tymczasem w edycji genów konieczne jest właśnie wprowadzenie do komórki fragmentu RNA - tzw. guide RNA - które potem w obrębie DNA wskaże miejsce do naprawy.

Dzięki szczepionkom skuteczność tego nowatorskiego pomysłu na wprowadzenie informacji do wnętrza komórki szybko potwierdzono, od razu na setkach milionów osób.
Nie bez znaczenia jest też postęp w technikach obrazowania. Po ingerencji w komórki oka trzeba przecież jeszcze zbadać, jaka zmiana w nich zaszła, i czy poprawnie działają.

– Mamy już wszystkie klocki, które są potrzebne do inżynierii genów w oku: techniki obrazowania, sekwencjonowania genomu, a także technologie modyfikacji DNA oraz dostarczania informacji do wnętrza komórki. Teraz musimy te klocki złożyć w całość tak, aby procedura była tak bezpieczna, jak to możliwe. W którymś momencie przejdziemy do badań na pacjentach. prawdopodobnie w ciągu dekady będziemy w stanie uleczyć 99 proc. chorób prowadzących do ślepoty – podsumowuje badacz.