El detalle muestra la estructura de la retina, incluida la ubicación de una célula bipolar que expresa la opsina MCO1 de Nanoscope. Crédito: National Eye Institute
Los científicos utilizan la terapia génica y una nueva proteína sensible a la luz para restaurar la visión en ratones. La terapia financiada por los NIH ahora se probará en humanos.
Una proteína sensible a la luz recientemente desarrollada llamada opsina MCO1 restaura la visión en ratones ciegos cuando se une a las células bipolares de la retina mediante terapia génica. El National Eye Institute, parte de los Institutos Nacionales de Salud, otorgó una subvención de Investigación de Innovación para Pequeñas Empresas a Nanoscope, LLC para el desarrollo de MCO1. La compañía está planeando un ensayo clínico en Estados Unidos para finales de este año.
Los hallazgos de Nanoscope, informados hoy en Terapia genética de la naturaleza, muestran que los ratones totalmente ciegos, lo que significa que no tienen percepción de la luz, recuperan una función retiniana y una visión significativas después del tratamiento. Los estudios descritos en el informe mostraron que los ratones tratados fueron significativamente más rápidos en las pruebas visuales estandarizadas, como navegar por laberintos y detectar cambios en el movimiento.
Las opsinas son proteínas que envían señales a otras células como parte de una cascada de señales esenciales para la percepción visual. En un ojo normal, las opsinas son expresadas por los fotorreceptores de bastón y cono en la retina. Cuando se activan con la luz, los fotorreceptores emiten pulsos y envían una señal a través de otras neuronas de la retina, el nervio óptico y luego a las neuronas del cerebro.
Una variedad de enfermedades oculares comunes, incluida la degeneración macular relacionada con la edad y la retinitis pigmentosa, dañan los fotorreceptores y deterioran la visión. Pero aunque es posible que los fotorreceptores ya no funcionen completamente, otras neuronas de la retina, incluida una clase de células llamadas células bipolares, permanecen intactas. Los investigadores identificaron una forma para que las células bipolares asumieran parte del trabajo de los fotorreceptores dañados.
Investigadores de nanoscopios Samarendra Mohanty y Subrata Batabyal. Crédito: Nanoscopio
“La belleza de nuestra estrategia es su simplicidad”, dijo Samarendra Mohanty, Ph.D., fundador de Nanoscope y autor correspondiente de un informe sobre el estudio del ratón que aparece hoy en Terapia genética de la naturaleza. “Las células bipolares se encuentran aguas abajo de los fotorreceptores, por lo que cuando el gen de opsina MCO1 se agrega a las células bipolares en una retina con fotorreceptores que no funcionan, se restaura la sensibilidad a la luz”.
La estrategia podría superar los desafíos plagados de otros enfoques para la regeneración de la retina, según los investigadores. Hasta ahora, la terapia de reemplazo de genes ha funcionado principalmente en enfermedades raras que dejan intactos los fotorreceptores, como Luxurna para la amaurosis congénita de Leber. Los ojos biónicos, como la prótesis de retina Argus II, requieren cirugía invasiva y hardware portátil. Otras terapias de reemplazo de opsina requieren la intensificación de la luz para alcanzar el umbral requerido para la transducción de señales. Pero la luz intensa corre el riesgo de dañar aún más la retina. La terapia del nanoscopio requiere una inyección única en el ojo y no requiere hardware. El MCO1 es sensible a la luz ambiental, por lo que no es necesario que entre una luz intensa en el ojo. Y la terapia con MCO1 podría tratar una gama más amplia de enfermedades degenerativas de la retina, ya que no se requiere la supervivencia de los fotorreceptores.
Los investigadores no encontraron problemas de seguridad preocupantes en los ratones tratados. El examen de sangre y tejidos no encontró signos de inflamación debido al tratamiento y la terapia no tuvo ningún efecto fuera del objetivo: solo las células bipolares expresaron la opsina MCO1.
En el mejor de los casos, la terapia podría ayudar a los pacientes a lograr una visión de 20/60, según los investigadores; sin embargo, nadie sabe cómo se comparará la visión restaurada con la visión normal.
“Un estudio clínico en personas nos ayudará a comprender cómo la señalización a través de las células bipolares afecta la calidad de la visión; por ejemplo, qué tan bien los ojos pueden distinguir los objetos que se mueven rápidamente ”, dijo Subrata Batabyal, Ph.D., autor principal del manuscrito. Es probable que la terapia esté limitada para el tratamiento de pacientes con enfermedad grave de la retina.
“Si este enfoque optogenético que utiliza células preservadas en la retina degenerada puede resultar eficaz en la restauración de la visión en humanos, más allá de la percepción de la luz, podría ofrecer una alternativa valiosa al enfoque de prótesis de retina para personas con retinosis pigmentaria en etapa tardía”, dijo PaekGyu Lee , Ph.D., oficial de programa de NEI para el programa de Investigación en Innovación para Pequeñas Empresas.
Referencia: 21 de octubre de 2020, Terapia genética de la naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41434-020-00200-2
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