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En la primera prueba humana de optogenética, los médicos buscan restaurar la vista a los ciegos
Si todo sale según lo planeado, en algún momento del próximo mes, un cirujano en Texas usará una aguja para inyectar virus cargados con ADN de algas sensibles a la luz en el ojo de una persona legalmente ciega en una apuesta que podría dejar que el paciente vuelva a ver, si solo en blanco y negro borroso.
El estudio, patrocinado por una startup llamada Terapéutica RetroSense , de Ann Arbor, Michigan, se espera que sea la primera prueba humana de optogenética, una tecnología desarrollada en laboratorios de neurociencia que utiliza una combinación de terapia génica y luz para controlar con precisión las células nerviosas.
El ensayo, que será realizado por médicos del Fundación Retina del Suroeste , involucrará hasta a 15 pacientes con retinosis pigmentaria, una enfermedad degenerativa en la que las células fotorreceptoras sensibles a la luz especializadas en el ojo mueren, causando ceguera lentamente. El objetivo del tratamiento es diseñar el ADN de diferentes células en la retina, llamadas células ganglionares, para que puedan responder a la luz y enviar señales al cerebro.
El estudio de Texas será seguido de cerca por neurocientíficos que esperan eventualmente utilizar la optogenética dentro del cerebro humano para tratar el Parkinson o una enfermedad mental grave. Esta va a ser una mina de oro de información sobre cómo hacer estudios de optogenética en humanos, dice Antonello Bonci, neurocientífico y director científico del programa de investigación intramuros del Instituto Nacional sobre el Abuso de Drogas en Baltimore.
Los pacientes que tienen retinosis pigmentaria pierden la visión periférica y nocturna antes de quedar ciegos. Los candidatos para el estudio RetroSense no podrán ver mucho más que una mano moviéndose frente a su cara. El CEO de RetroSense, Sean Ainsworth, dice que espera que después del tratamiento los pacientes vean mesas y sillas o tal vez lean letras grandes.
La optogenética se desarrolló hace una década en los laboratorios de neurociencia como una forma de controlar con precisión la actividad de las células nerviosas. Funciona agregando instrucciones de ADN para una proteína sensible a la luz, la canalrodopsina, que las algas usan para detectar la luz solar y moverse hacia ella. Agregado a un nervio, hace que la célula se dispare cuando se expone a una longitud de onda de luz específica.
La tecnología ya está ayudando a los científicos a avanzar rápidamente en la comprensión de las células cerebrales que subyacen al movimiento, la motivación, el dolor y muchas otras funciones cerebrales básicas en los animales. En un experimento, investigadores de la Universidad de Stanford dirigidos por Karl Deisseroth, uno de los inventores de la optogenética, descubrieron que podían activar y desactivar la sensación de miedo en ratones disparando luz a través de un cable de fibra óptica a células específicas de sus cerebros.
RetroSense se fundó en 2009 para comercializar la investigación realizada por Zhuo-Hua Pan, un experto en visión de la Universidad Estatal de Wayne que se dio cuenta de que el ojo podría ser el lugar más fácil para usar la optogenética. A diferencia del cerebro, el ojo es transparente y sensible a la luz, y es mucho más fácil de tratar con terapia génica. No se necesita hardware adicional ni cables de fibra óptica, ya que la luz incide directamente sobre la retina.
El ojo tiene dos tipos de células fotorreceptoras. Los conos, llamados así por su forma, son los responsables de la visión del color. Los bastones responden a la luz durante la noche. Ambos reaccionan a los fotones entrantes generando una señal eléctrica que pasa a través de una sucesión de células nerviosas al nervio óptico y luego al cerebro.
Para superar la pérdida de fotorreceptores, la estrategia creada por Pan y adoptada por RetroSense funciona inyectando virus cargados de ADN de algas en el centro del ojo. Su objetivo es la capa superior de células de la retina, llamada ganglio. Una vez que comienzan a producir la proteína sensible a la luz, las células ganglionares deben activarse en respuesta a la luz. .
Pan espera que el tratamiento genere al menos 100.000 células sensibles a la luz en la retina. Eso podría traducirse en una visión sustancial. Hasta ahora, la única tecnología comercial para restaurar la vista limitada a las personas ciegas es un implante eléctrico llamado Argus II que transmite video desde una cámara a una hoja de 60 electrodos cosidos dentro de la retina, pero proporciona solo unos pocos píxeles de información visual en un momento.
La proteína de algas tiene algunas limitaciones. Una es que responde solo al componente azul de la luz natural. Como resultado, RetroSense espera que los pacientes experimenten una visión monocromática. Quizás el cerebro procese esto como blanco y negro, dice Ainsworth. Los pacientes pueden percibir un objeto que no refleja ninguna luz azul como si fuera negro.
La especulación sobre lo que la gente verá o no, y cómo será esa experiencia subjetiva, se deriva de los resultados de los estudios en ratones ciegos. Jens Duebel , que dirige un grupo que estudia la restauración de la visión optogenética en el Instituto de la visión , en París, dice que después del tratamiento, los ratones ciegos moverán la cabeza para seguir una imagen y también evitarán una luz brillante cuando se los mantenga en una caja oscura, tal como lo hacen los ratones sanos.
Debido a que la proteína de algas no es tan sensible a la luz como una retina normal, Duebel cree que los pacientes pueden ver en la luz exterior pero no muy bien en interiores. Duebel está asociado con Productos biológicos GenSight de París, una empresa que desarrolló un par de microproyectores montados en gafas que cree que podrían superar ese problema. Las gafas convertirán una transmisión de video en longitudes de onda de luz a las que puede responder una retina alterada genéticamente. La empresa francesa aún está a unos años de iniciar un ensayo clínico de su tecnología, dice Duebel.
Se están desarrollando otros tratamientos que utilizan la optogenética. Una empresa de California, Circuit Therapeutics, está desarrollando un tratamiento optogenético para el dolor crónico. El circuito también está siendo financiado por el Fundación Michael J. Fox para la Investigación del Parkinson , que quiere determinar si es posible controlar los temblores de Parkinson usando una fuente de luz dentro del cerebro. Hasta ahora, esto se ha logrado con fármacos o electrodos implantados.
Bonci dice que antes de que la optogenética pueda usarse terapéuticamente en el cerebro, los investigadores necesitarán más información sobre las células a las que apuntar. Pero eso es dentro de cinco años, no de 20 años, dice.