Şaşırtıcı derecede basitti. Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley bilim adamları, kör farelerin gözündeki yeşil ışık alıcı reseptörüne bir gen yerleştirdiler ve bir ay sonra, görme sorunu yaşamayan fareler kadar basit bir şekilde engellerin etrafından dolaşıyorlardı. Bir İpad üzerindeki harfleri ve hareketi görebiliyorlardı.

     Araştırmacılar, üç yıl kadar kısa bir süre içinde, aktif olmayan bir virüs yoluyla verilen gen terapisinin, retinal dejenerasyon nedeniyle görme kaybına uğrayan insanlarda denenebileceğini söylüyorlar. İdeal olarak insanlara dolaşabilme, video okuma veya izleme yeteneklerini geri getirme konusunda yeterli görüş kazandırmak gibi bir amacımız var.

     UC Berkeley moleküler ve hücre biyolojisi profesörü Ehud Isacoff, "Bu virüsü bir kişinin gözüne enjekte edersek ve birkaç ay sonra bir şeyler göremeye başlarlar" dedi. “Retinanın nörodejeneratif hastalıklarıyla birlikte, çoğu insanın yapmaya çalıştığı çoğu zaman hastalığın daha fazla ilerlemesini durdurmak veya yavaşlatmaktır. Ancak birkaç ay içinde görmeyi geri getirecek bir tedavi harika bir şey olurdu.”

     Dünyada yaklaşık 170 milyon insanda, 55 yaşın üzerindeki her 10 kişiden birini etkileyen yaşa bağlı makula dejenerasyonuyla yaşarken, dünya çapında 1.7 milyon insan, en sık rastlanan körlük biçimine sahip, retinitis pigmentosa.

     Optometri Fakültesinde bulunan UC Berkeley moleküler ve hücre biyolojisi profesörü John Flannery, “Işık algısı olmayan arkadaşlarım var ve yaşam tarzları çok zorlu oluyor” dedi. “Bu insanların bir otele her gittiklerinde kafalarında 3 boyutlu bir oda haritası oluşturmak zorunda kalıyorlar fakat her otelin oda düzeni aynı oluyor bu yüzden düşmeden bir yere çarpmadan yürümek için kendilerine yardım edecek birine ihtiyaç duyabiliyorlar çünkü alçak bir sehpa yüzünden ciddi yaralanmalar geçirebilirler bu tedavi bu insanlar için umut olabilir.

     Şu anda, bu tür hastalar için seçenekler, bir çift gözlük üzerinde oturan bir video kameraya bağlı olan elektronik bir göz implantı ile sınırlı birkaç yüze piksellik bir görüntü üreten garip, istilacı ve pahalı bir kurulum. Normal, keskin görüş milyonlarca piksel içerir.

     Retina dejenerasyonundan sorumlu genetik defekti düzeltmek de kolay değildir, çünkü sadece retinitis pigmentozadan sorumlu 250'den fazla farklı genetik mutasyon vardır. Bunların yaklaşık yüzde 90'ı, retina'nın fotoreseptör hücrelerini, loş ışığa duyarlı çubuk hücrelerini ve günışığı renk algısı için koni hücrelerini öldürür. Fakat retina dejenerasyonu, insanlar tamamen kör olduktan onlarca yıl sonra bile, sağlıklı kalabilen, ışığa duyarsız olsalar da, bipolar ve retina ganglion hücreleri dahil olmak üzere, diğer retinal hücre katmanlarını zarar görmeden kalır.

     Farelerdeki deneylerinde, UC Berkeley ekibi ganglion hücrelerinin yüzde 90'ını ışığa duyarlı hale getirmeyi başardı.

     Bu farelerde körlüğü tersine çevirmek için, araştırmacılar retina gangliyon hücrelerini hedefleyen bir virüs tasarladılar ve ışığa duyarlı bir reseptör olan yeşil (orta dalga boyunda) koni opsin için onu genle doldurdular. Normalde, bu opsin sadece koni fotoreseptör hücreler tarafından eksprese edilir ve onları yeşil-sarı ışığa duyarlı hale getirir. Göze enjekte edildiğinde, virüs, geni normalde ışığa duyarlı olmayan ganglion hücrelerine taşıdı ve onları ışığa duyarlı hale getirdi.

     Farelerde, araştırmacılar opsinleri retinadaki ganglion hücrelerinin çoğuna sunabilmişlerdir. İnsanları tedavi etmek için, çok daha fazla virüs partikülü enjekte etmesi gerekir çünkü insan gözü, farenin gözünden binlerce kat daha fazla ganglion hücresi içerir. Ancak, UC Berkeley ekibi viral dağıtımı arttırmak için bir araç geliştirdi bu sayede daha fazla ganglion hücresine gen yerleştirmeyi umuyor.

     Isacoff ve Flannery, on yıldan daha uzun bir süre sonra, genetik olarak tasarlanmış nörotransmiter reseptörlerinin ve ışığa duyarlı kimyasal switchlerin hatta hayatta kalan retina hücrelerinin kombinasyonlarına yerleştirme dahil, daha karmaşık şemalar denedikten sonra basit bir düzeltme yaptı. İşe yaradı ancak normal görüş hassasiyetine ulaşamadı. Başka bir yerde test edilen mikroplardan alınan opsinler, ışık arttırıcı gözlüklerin kullanılmasını gerektiren daha düşük bir duyarlılığa sahipti.

     Doğal görmenin yüksek hassasiyetini yakalamak için, Isacoff ve Flannery fotoreseptör hücrelerin ışık reseptör opsinlerine döndü. Ganglion hücrelerini doğal olarak enfekte eden adeno-ilişkili bir virüs (AAV) kullanarak, Flannery ve Isacoff, retina opsin için geni gangliyon hücrelerinin genomuna başarıyla iletti. Daha önce kör olan fareler, bir ömür boyu sürecek görüş becerileri edinmişti.

     Isacoff, "Bu sistemin çalışması gerçekten tatmin edici ve basit dedi. "İronik olan ise bu tedavi o kadar basit ki 20 yıl önce de yapabilirdi."

     Isacoff ve Flannery, üç yıl içinde gen tedavisini insan denemesine almak için para topluyor. Dejeneratif retina koşulları olan ve tıbbi alternatifi olmayan kişilerde göz hastalıkları için benzer AAV dağıtım sistemleri FDA tarafından onaylanmıştır.

     Flannery ve Isacoff'a göre, görüş alanındaki çoğu insan opsinlerin özel çubuk ve koni fotoreseptör hücrelerinin dışında çalışıp çalışamayacağını sorguluyorlar. Bir fotoreseptörün yüzeyi, karmaşık bir moleküler makineye gömülü olan opsinler (çubuklardaki rhodopsin ve konilerdeki kırmızı, yeşil ve mavi opsinler) ile dekore edilmiştir. Bir moleküler röle sinyali o kadar etkili bir şekilde yükseltir ki, tek ışık ışınını tespit edebiliyoruz. Bir enzim sistemi, foton algıladıktan ve 'ağartılmış' hale geldiğinde opsin'i yeniden şarj eder. Geri bildirim düzenlemesi sistemi çok farklı arka plan parlaklıklarına uyarlar. Ve özel bir iyon kanalı güçlü bir voltaj sinyali üretir.

     Fakat sinir sistemindeki G proteinine bağlı reseptörler konusunda uzmanlaşmış Isacoff, bu parçaların çoğunun tüm hücrelerde bulunduğunu biliyordu. Bir opsin, retinal ganglion hücrelerinin sinyal sistemine otomatik olarak bağlanacağından şüpheleniyordu. Başlangıçta koni opsinlerden daha fazla ışığa duyarlı olan Rodopsin'i denedi.

     Rodopsin, çubukları ve konileri tamamen dejenere olmuş ve sonuçta kör olan farelerin gangliyon hücrelerine sokulduğunda, hayvanlar karanlıktan soluk ışıktan bile ışık alma yeteneğini yeniden kazandılar. Ancak Rodopsin, görüntü ve nesne tanımada çok yavaş ve başarısız olduğu ortaya çıktı.

     Sonra, Rodopsin'den 10 kat daha hızlı tepki veren yeşil koni opsin'i denediler. Dikkat çekici bir şekilde, fareler paralel çizgileri yatay çizgilerden ayırt edebildiler, ayrıca az aralıklı ve geniş aralıklı çizgileri birbirinden ve hareketli çizgileri sabit çizgilerden fark edebildiler. Dikkat çekici bir şekilde, burada da yeşil koni opsin bir başarıydı. Kör olan fareler, en doğal davranışlarından birini gerçekleştirme yeteneklerini (üç boyutlu nesneleri tanıma ve keşfetme) yeniden kazandılar.

     Onarılmış bir görüşe sahip bir kişi dışarıda daha parlak bir ortama girerse ne olur? Burada sistemin bir başka çarpıcı özelliği ortaya çıktı, dedi Isacoff: Yeşil koni opsin farklı ortamlara adapte olur. Önceden kör olan hayvanlar, ortamın parlaklık değeri değiştirildiğinde, verilen görevi gören hayvanlar kadar da yerine getirebildiler.

     UC Berkeley ekibi şu anda temada renk vizyonunu geri getirebilecek ve keskinliği ve uyumu artırabilecek varyasyonları test ediyor.

     Çeviri: Nezir DEMİRTAŞ

      Kaynak:University of California - Berkeley

     Tarih: 15.03.2019