Stanford Araştırmacıları, Gen Terapisi İle Fareleri Kör Görme Durumunu Yenilediler

Bir Stanford tıp laboratuvarında çok inanılmaz bir şey oldu. Optik sinirlerine zarar vererek kör olmuş fareler, bir gen ve görsel stimülasyon terapileri kombinasyonu ile tekrar görmek için eğitildi. Bu, göz ve beyin arasındaki kopuk bağlantıların bir memelide başarılı bir şekilde yeniden kurulduğu ve glokom da dahil olmak üzere çok çeşitli göz yaralanmaları ve hastalıkları olan insanlara umut verebileceği ilk kezdir.

“Çok iyimserim ki, önümüzdeki beş yıl içinde, görüşün tamamen restorasyonu olmayabilecek bir tedaviye sahip olacağız, ancak bazı önemli koşullarda körlük için bir tedaviye sahip olacağız.” Andrew Huberman araştırma, söyler Ters. Çalışmanın farelerdeki sonuçları Pazartesi günü yayınlandı. Doğa Sinirbilimi.

İşte Huberman’ın takımı böyle yaptı. Deney toplamda 100'e yakın fareyi içermiştir; bilim adamları, cerrahi bir insizyon yaparak ve optik siniri forseps ile sıkıştırarak bir gözde körlüğe neden oldu. Vücudun herhangi bir yerindeki hücrelerin aksine, merkezi sinir sisteminin sinir hücreleri doğal olarak yenilenmez. Omurilik yaralanmaları ve felçlerinin kalıcı fiziksel bozulmaya neden olmalarına benzer; gözü beyne bağlayan nöronlar aynı şekilde çalışır.

Fareler fonksiyonel olarak kör yaptıktan sonra, araştırmacılar nöronların büyümesini teşvik etmenin yolları ile oynamaya başladı. Bazı farelere viral gen terapisi uygulandı - gözlerine bir virüs enjekte edildi, fakat zararlı olmak yerine, bu virüs hedef hücrelerde büyümeyi uyarmak için tasarlanmış bir DNA bölümü verdi. Bu yöntem işe yaradı…. Sinir aksonları beyne doğru bir miktar büyüme gösterdi, ancak bağlantıyı yeniden kurmak için yeterli değil. Fareler, muamele görmemiş oldukları kadar kördü.

Başka bir fare grubu, invazif olmayan bir görsel stimülasyon tedavisi aldı. Huberman şöyle diyor: “Fareler için bir çeşit IMAX tiyatrosu”, diyor Huberman, günde birkaç saat boyunca siyah ve beyaz çizgili çizgiler onlara gösteriliyordu. Buradaki fikir, içinden geçen elektrik darbeleri olmadıkça nöronların tekrar büyümeyeceği yönündedir. Bu yoğun stimülasyon teorik olarak aksonları yaralanma bölgesini ve beynin dışına itmeye teşvik etmelidir. Sonuçlar? Meh - tedavi biraz işe yaradı, ama gerçekten değil. Bu tedaviyi alan fareler, gen terapisi alanlara kadar sinirsel yeniden büyüme gösterdi.

Sihir, araştırmacılar iki terapiyi birleştirdiğinde meydana geldi. Huberman, “Muazzam bir sinerjik etki gördük” diyor. “Retina ganglion hücresi aksonlarının büyüdüğü mesafe ve hızda 500 kat artış oldu. Ve aynı zamanda, normalde hiç büyümeyecekleri aynı sürede, beyne geri dönmeyi başardılar. Bu gerçekten inanılmazdı ve bunu ilk gördüğümüzde, buna gerçekten inanmadık. Ama bunu en az 20 farede birkaç kez tekrarladık ve çeşitli kontrol deneyleriyle de doğruladık ve şimdi bu sonucuna güveniyoruz. ”

Ve işte şaşırtıcı bölüm: O fareler tekrar görebilirdi. Vizyonları tam olarak onarılmadı, ancak yaklaşmakta olan bir avcıyı taklit ederek büyüyen bir gölge yaratabilecekleri ve örtbas etmeye çalışarak uygun şekilde cevap verebilecekleri kadar iyiydi. Huberman, “Bu, insanlarda tamamen kör olmaktan, büyük nesneleri ortaya çıkarmaktan ve bir odadaki konumlarından geçmek için işlevsel bir eşdeğerdir,” diyor Huberman.

Bir başka önemli araştırma sorusu, eğer nöronun yeniden büyümesinin uyarılabildiği takdirde, bu nöronların doğru yönde büyüyüp beyindeki doğru noktaya bağlanıp bağlanmadığıydı. Huberman, “Nöronların yenilenmemesinin sebebi, yanlış bağlantılardan başka bir bağlantısı olmamasının daha iyi olması olabilir mi?” Diye soruyor Huberman. Farklı türde retinal ganglial hücreler vardır ve örneğin, beyninizin ruh halini düzenleyen kısmıyla bağlantılı harekete cevap veren hücreleri istemezsiniz. “Bu kötü olurdu, çünkü o zaman, görme alanınızda bir şey her hareket ettiğinde, ruh halinizi sıfırlar ya da ruh halinizi değiştirirsiniz.”

Ancak, hangi nedenle olursa olsun, kesilmiş aksonlar doğru yolu bulma ve beynin doğru bölgesiyle bağlantı kurma yeteneklerini korudu. Araştırmacılar bunu, farelerin bazılarını genetik olarak değiştirerek gösterebildi, böylece optik sinirlerinde sadece belirli hücre tipleri yeşil flüoresan proteinini (GFP) ifade etti. Daha sonra, yollar yeniden düzeldikten sonra, bilim adamları nereye gittiklerini görebilir ve yaralanmadan önce bulundukları yere tekrar bağlandıklarını doğrulayabilirler. “Keşfettiğimiz şey, bu hücreler yeniden üretildiğinde, eve dönüş yollarını buldukları. Bu uzun, kıvrımlı yolları takip ediyorlar ama yollarını buluyorlar ”diyor Huberman.

Bu harika bir haber - özellikle Huberman, insan denekleriyle deneme yapmak için zaman kaybetmek istemediğinden. “Doğrudan insana gidiyoruz” diyor. “Retina ve görsel sistem gelişimi üzerine yirmi yıldır çalışıyorum ve alanın araçları olduğunu ve insanlarda gen terapisi denemeleri yapmaya başladığına inandığım noktaya geldim.” Bazı araştırmacılar Zaten insan denemelerinde benzer viral gen tedavisi kullanıyorlar, diyor.

Huberman ayrıca, optik sinir yoluyla bağlantıları teşvik etmenin bir yolu olarak fareler için bir IMAX gibi çalışacak programlar geliştirmek için sanal gerçeklik, oyun ve telefon yazılımındaki araştırmacılarla birlikte çalışıyor. Glokom, insanlarda körlüğün ikinci önde gelen nedenidir ve farelerde optik sinirin sıkışması gibi çok işe yarar, optik sinir üzerinde giderek artan sinirsel bağlantıları bozan bir basınçtan kaynaklanır. (İnsanlarda körlüğün önde gelen nedeni, cerrahi olarak çıkarılmasıyla tedavi edilebilen katarakttır.)

Ancak bu araştırmanın sonuçları, görme engeline geri dönmenin ötesine geçiyor, Huberman. Çeşitli durumlarda merkezi sinir sisteminin dejenerasyonu ile başa çıkmak için benzer müdahaleler geliştirilebilir - yaralanma sonrası omuriliğin yeniden büyümesi, inme sonrası motor nöronların yeniden bağlanması, hatta Alzheimer’ın karşısında öğrenme ve hafızaya dahil olan nöronların korunması.

Huberman, bu araştırma alanının büyük adımlar atmaya devam edeceğinden emin olduğunu söyledi. Ulusal Göz Enstitüsü, körlüğün nedeninin gözle beyin arasındaki bağlantıda olduğu körlük için tedaviler geliştirmeyi taahhüt eden Audacious Goals Initiative'i başlattı. Hayal edin: Dejenerasyonun rejenerasyon ile değiştirildiği bir gelecek olabilir.