العلاج الجيني عبر إضافة جين واحد أعاد الرؤية لفئران تعاني من العمى- يمتلك الناس المصابون بالعمى بسبب التنكس الشبكي خيارًا وحيدًا وهو العين الإلكترونية المزروعة، أما الآن فقد طور علماء الأعصاب بديلًا، وهو العلاج الجيني والذي أعاد في الاختبارات البصر لفئران عمياء. وأعطى بروتين اللون الأخضر الأوبسين -والذي أوصِلوه للمنطقة المستهدفة بواسطة فيروس الفئران- رؤيةً كافيةً لتمييز الأنماط على جهاز iPad بدقة كافية للقراءة، وقد أُعطيت الموافقة على علاج الفيروس الغدي AAV المثير هذا وسيكون جاهزًا للتجارب السريرية في غضون ثلاث سنوات.
نعم، كان بسيطًا بشكل مفاجئ ما فعله علماء جامعة كاليفورنيا في بيركلي، إذ قاموا بإدخال جين مستقبل للضوء الأخضر داخل عيني فئران عمياء، وبعد شهر اجتازت تلك الفئران العقبات بسهولة كالفئران التي لم تصب بأي مشاكل بصرية. واستطاعت الفئران رؤية الحركة وتغيرات السطوع لأكثر من ألف ضعف ورؤية تفاصيل دقيقة على iPad بشكل كافٍ لتمييز الحروف.
الفيروس المرتبط بالفيروس الغدي Adeno-associated virus المصمم لاستهداف خلايا معينة في الشبكية يمكن حقنه مباشرةً داخل الجسم الزجاجي للعين لإيصال الجينات بشكل أدق مما يمكنه نوع الفيروس AAVs الطبيعي، والذي يجب حقنه تحت الشبكية مباشرةً. إذ أخذ علماء الأعصاب من جامعة كاليفورنيا في بيركلي AAVs المستهدف إلى الخلايا العقدية وزودها بالجين المسؤول عن بروتين اللون الأخضر الأوبسين وحولوا الخلايا العقدية العمياء في الحالة الطبيعية إلى خلايا حساسة للضوء.
وقال الباحثون أنه سيكون بالإمكان تجربة العلاج الجيني في غضون أقل من ثلاث سنوات على الأشخاص الذين فقدوا الرؤية بسبب التنكس الشبكي للعين ومنحهم بشكل مثالي رؤيةً كافيةً للتحرك وربما استرجاع قدرتهم على القراءة ومشاهدة الفيديو.
وقال إيهود إزاكوف -Ehud Isacoff أستاذ علوم الأحياء الجزيئية والخلوية في جامعة كاليفورنيا في بيركلي ومدير معهد هيلين ويلز لعلوم الأعصاب: «قد تحقنون هذا الفيروس داخل عين الشخص، وبعد عدة أشهر سيشاهد شيئًا ما».
«ويحاول جميع الأشخاص المصابين بتنكس شبكية العين العصبي إيقاف أو إبطاء المزيد من هذا التنكس ولكن سيكون من المدهش الاعتقاد بوجود شيء يعيد النظر خلال شهور قليلة».
يعيش حوالي 170 مليون إنسان حول العالم بمرض التنكس الجزيئي المرتبط بالعمر وهو مرض يصيب واحدًا من كل عشرة أشخاص فوق عمر الـ 55، في حين يمتلك 1.7 مليون شخص الشكل الأكثر شيوعًا من فقدان البصر المورث، وهو التهاب الشبكية الصباغي والذي يسبب العمى للأشخاص بعمر الأربعين.
والخيارات التي يمتلكها هؤلاء المرضى في الوقت الحالي محدودة بعين إلكترونية مزروعة تثبت بكاميرا فيديو وتوضع على زوج من النظارات، وهذه طريقة غير ملائمة ومتعدية ومكلفة؛ إذ تَنتج صورة على الشبكية تعادل حاليًا بضع مئات من البيكسل، بينما يوفر النظر الطبيعي الحاد ملايين البيكسلات.
كما أن تصحيح العيب الوراثي المسبب لتنكس الشبكية ليس بتلك البساطة بسبب وجود أكثر من 250 طفرةً وراثيةً مختلفةً مسؤولةً عن مرض التهاب الشبكية الصباغي لوحده. وحوالي 90 بالمئة من هذه الجينات تقضي على المستقبلات الضوئية الموجودة في الشبكية والتي تسمى العصي (وهي حساسة للضوء الخافت) والمخاريط (وهي حساسة لضوء النهار). ولكن هذا التنكس الشبكي عادةً يبقى بعيدًا عن الطبقات الأخرى لخلايا الشبكية بما فيها الخلايا ثنائية القطب والخلايا العقدية الشبكية والتي يمكن أن تبقى سليمةً بالرغم من أنها غير حساسة للضوء حتى بعد عقود من الإصابة بفقدان البصر الكلي.
وفي التجارب التي أجريت على الفئران نجح الفريق بجعل 90% من الخلايا العقدية حساسة للضوء.
صمم الباحثون من أجل عكس فقدان البصر فيروسًا لاستهداف الخلايا العقدية الشبكية وتزويدها بجين المستقبل الحساس للضوء وهو بروتين مخروط اللون الأخضر الأوبسين (متوسط طول الموجة)، ويتم التعبير عن هذا البروتين فقط عن طريق خلايا المخروط المستقبلة للضوء، ويجعلها حساسةً للضوء الأخضر والأصفر.
عندما حُقن هذا الفيروس في العين حمل معه الجين للخلايا العقدية غير الحساسة للضوء في الشكل الطبيعي وحولها لخلايا حساسة للضوء، قادرة على إرسال الإشارات للدماغ، إذ كانت تترجم كرؤية.
قال جون فلانري أستاذ علوم الأحياء الجزيئية والخلوية بجامعة كاليفورنيا في بيركلي والعامل في كلية تصحيح البصر: «أما بالنسبة إلى أي حد يمكننا اختبار الفئران، فلا يمكنك تمييز سلوك الفئران التي عولجت أبصارها جينيًا عن الفئران الطبيعية دون معدات خاصة، ويبقى أن نرى إلى ماذا سوف تترجم هذه التعديلات عند المريض».
استطاع الباحثون إيصال بروتين الأوبسين لمعظم الخلايا العقدية الشبكية عند الفئران، أما بالنسبة للبشر فإننا سنحتاج لحقن الكثير من أجزاء الفيروسات؛ وذلك لأن عيون البشر تحتوي على الآلاف من الخلايا العقدية أكثر من عيون الفئران. ولكن فريق جامعة بيركلي طور الوسائل لتعزيز التوصيل الفيروسي ويأمل الفريق بإدخال الحساس الجديد للضوء إلى داخل الخلايا العقدية بنسب عالية مشابهة لما تم عند الفئران، وهي كمية تعادل عددًا كبيرًا جدًا من البيكسلات في الكاميرا.
عثر كل من إزاكوف وفلانري بالصدفة على حل بسيط بعد أكثر من عقد من تجريب أفكار أكثر تعقيدًا مثل، إدخال تراكيب خلايا شبكية حية لمستقبلات النواقل العصبية المصممة جينيًا ومحولات (مفاتيح) كيميائية حساسة للضوء. ونجحت هذه الأفكار ولكنها لم تحقق حساسية الرؤية الطبيعية، كما اختبروا بروتين الأوبسين من الجراثيم في أماكن أخرى، ولكنه حقق حساسيةً أقل أيضًا وتتطلب استخدام نظارات لتضخيم الضوء.
ومن أجل تحقيق الحساسية العالية للرؤية الطبيعية تحول إزاكوف وفلانري لبروتينات الأوبسين المستقبلة للضوء في الخلايا المستقبلة للضوء. وباستخدام الفيروس المرتبط بالفيروس الغدي adeno-associated virus (AAVs) والذي يصيب بشكلٍ طبيعي الخلايا العقدية نجح إزاكوف وفلانري في إيصال جين بروتين الأوبسين الشبكي داخل جينوم الخلايا العقدية، واكتسبت الفئران التي كانت عمياء سابقًا البصر وذلك لبقية حياتها.
وقال إزاكوف: «إن نتائج هذا النظام مرضية حقًا وذلك لأنه جزئيًا بسيط للغاية أيضًا». «وكان بإمكانكم إنجاز ذلك قبل 20 سنةً».
يجمع إزاكوف وفلانري الأموال لإدخال العلاج الجيني في تجارب على البشر في غضون ثلاث سنوات. كما تمت الموافقة على نظام توصيل الفيروس الغدي المشابه من قبل إدارة الغذاء والدواء من أجل أمراض العين عند الأشخاص المصابين باضطرابات التنكس الشبكي وليس لديهم بديل طبي.
قد لا تعمل تقنية العلاج الجيني هذه:
ومن الممكن أن يتساءل الكثير من الأشخاص في مجال البصريات إذا ما كانت بروتينات الأوبسين ستعمل خارج خلايا العصي والمخاريط المتخصصة فيها؛ إذ يحتوي سطح المستقبل الضوئي بروتينات الأوبسين -وهي أرجوانية (رودوبسين) في العصي أما في المخاريط فهي حمراء وخضراء وزرقاء، التي تتضمّن في آلة جزيئية معقدة. والتناوب الجزيئي -وهو عبارة عن تتابع مرسل للإشارة في مستقبلات بروتين G- يضخم الإشارة بشكل فعال للغاية، فتستطيع الكشف عن الفوتونات الأحادية للضوء. وهناك نظام إنزيمي يعيد شحن الأوبسين عندما يتم الكشف عن الفوتون ويصبح “محولًا”. ثم يعدّل تنظيم الاستجابة النظام للتكيف مع سطوع الخلفية المختلف كثيرًا. وتُولَد قناة أيون متخصصة إشارةً قويةً للجهد. أي أنه دون زرع هذا النظام بأكمله كان من المنطقي أن نشك في أن الأوبسين لن ينجح.
ولكن إزاكوف المتخصص في مستقبلات بروتينات G في الجهاز العصبي عرف بوجود العديد من هذه الأجزاء في جميع الخلايا. وظن أن الأوبسين سيتصل تلقائيًا بنظام الإشارة للخلايا العقدية الشبكية. وجرب مع فلانيري في البداية الرودوبسين والذي كان أكثر حساسيةً للضوء من بروتينات الأوبسين في المخاريط.
ولسعادتهم، فقد استعادت الفئران القدرة على التمييز بين الظلام والضوء (حتى ضوء الغرفة الخافت) عندما تم إدخال الرودوبسين داخل الخلايا العقدية للفئران، التي كانت العصي والمخاريط لديها قد تنكست بشكل كامل، بالتالي كانت فاقدةً للبصر. ولكن تبين أن الرودوبسين كان بطيئًا وفشل في التعرف على الصور والأجسام.
من ثم جربوا أوبسين المخروط الأخضر والذي قد استجاب عشر مرات أسرع من الرودوبسين. واستطاعت الفئران على نحوٍ رائع التمييز بين الخطوط المتوازية والأفقية وبين الخطوط المتباعدة عن كثب والخطوط المتباعدة بشكلٍ واسع -وهي مهمة حدة الإبصار القياسية عند البشر- وبين الخطوط المتحركة مقابل الخطوط الثابتة. وكانت الرؤية بعد استعادتها حساسةً للغاية، فكان بالإمكان استخدام iPads من أجل العروض البصرية بدلًا من المصابيح الأكثر إشعاعًا.
نجح العلاج الجيني ل العمى على الفئران، فهل ينجح على البشر؟
اقرأ أيضًا
حالةٌ غريبةٌ من العمى، هذه المرأة تعجز عن رؤية أي شيءٍ ما لم يتحرك
فيروس لعلاج العمى المرتبط بالشيخوخة
كيف استطاع العلماء إعادة الرؤية لشرغوف أعمى؟
تدقيق أحلام مرشد
