Optogenetika je metoda kontrole aktivnosti neurona (nervnih ćelija) pomoću svjetlosti i metoda genetičkog inženjerstva.
Slijepa osoba koja je primila gen za fotoosjetljivi protein jedne alge sada može vidjeti i dodirivati predmete uz pomoć posebnih naočala. Cijelo istraživanje pomalo podsjeća na uređaj koji nosi poručnik Geordi La Forge u Zvjezdane staze: iduća generacija, zbog posebnih naočala koje pomažu kod gledanja u ovoj kliničkoj studiji.
Nakon 40 godina sljepoće, ovaj 58-godišnjak koji ima retinitis pigmenotosa ponovno može vidjeti slike i pokretne predmete, zahvaljujući injekciji proteina osjetljivih na svjetlost u mrežnicu. Njegov vid je jako ograničen i ne razlikuje boje, lica niti može raspoznavati slova, ali može raspoznavati predmete.
Ovaj eksperiment je prvi uspješni klinički test tehnike kontrole mozga pomoću proteina algi, nazvane optogenetika (o kojoj sam još 2015. pisala ovdje i ovdje), koja koristi bljeskove svjetlosti za kontrolu ekspresije gena i otpuštanja signala neurona.
U ovom su slučaju oštećene fotoreceptorske stanice čovjeka suplementirane fotoosjetljivim algalnim proteinom, a virus ih je dopremio u stanice na mrežnjači. U optogenetici se o fotoosjetljivim proteinu kanalrodopsinu iz jednoćelijske alge Chlamydomonas reinhardtii, ali je ovdje korišten jedan drugačiji i modificiran protein (iz Chlamydomonas noctigama), unesen preko AAV.
U zdravoj mrežnjači, fotoreceptori detektuju svjetlost i šalju električne signale stanicama ganglija mrežnjače, koje zatim signal prenose u mozak. Optogenetička terapija GenSight-a preskače oštećene stanice fotoreceptora koristeći virus (adeno-povezani virus – Adeno-associated viruses/AAV) za isporuku algalnih proteina osjetljivih na svjetlost u stanice gangliona mrežnjače, omogućujući im izravno otkrivanje slika.
Međutim, ova procedura je tražila neke nadogradnje jer samo ubacivanje gena za ovaj protein nije dovoljno. Naučnici su napravili i posebne naočale koje su hvatale vizualne informacije oko čovjeka i optimizirale ih za otkrivanje algalnim proteinima. Pomoću fotoaparata naočale analiziraju promjene u kontrastu i svjetlini i pretvaraju ih u stvarnom vremenu u tačke. Kad svjetlost iz tih tačkica uđe u čovjekovo oko, ona aktivira proteine i uzrokuje da gangliji pošalju signal mozgu, koji zatim te obrasce „rješava“, „pojašnjava sebi“ u slici.
Posebne naočale pojednostavile su dolazne vizualne informacije iz stvarnog svijeta u monohromatske slike, kako bi ih bakterijski proteini lakše otkrili.
Ovo je prva klinička upotreba ove tehnologije, odnosno, upotreba na ljudima. Rad je objavljen u Nature Medicine pod naslovom “Partial recovery of visual function in a blind patient after optogenetic therapy“.
