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基因疗法将在眼疾治疗方面取得突破

2021  02  07

德国的科学家认为,他们已经为视网膜色素变性(RP)和黄斑变性(MD)的患者找到了解决方案。 RP是一种先天性眼部疾病,常发于30至50岁之间的人群。它以夜盲症和视野缩小开始,视力逐渐持续恶化,甚至可能导致失明。随着黄斑变性,视网膜中的黄斑(黄斑)恶化。这导致患者在视野中央看不到较锐利的视线。例如,他们很难阅读。通常,患有MD的人不会完全失明。

弗劳恩霍夫应用技术中心Soest和应用科学大学电气工程系的研究人员希望通过使用LED灯分别调节每位患者的光线的对比度和蓝色量,来改善患者的视力。

Kamermans是阿姆斯特丹大学神经生理学教授,并且是Brain Institute的Kamermans研究小组负责人,他在该研究所从事眼睛工作的基础研究已有30年了。他对这些特殊的LED灯有何看法?

两种疾病的功能不同
首先,他想指出的是,两种眼睛对视网膜的影响方式不同,这意味着两种症状也没有可比性。为了更好地解释这一点,这里有一个关于眼睛如何工作的速成班:“我们的眼睛捕捉我们所看物体的反射光。这些光粒子进入视网膜内的光敏细胞。这是视网膜中央的黄斑中最常见的视锥细胞。这些使我们在白天能清楚地看到颜色。为了在夜晚或光线相对较弱的地方看到物体,我们使用了视杆细胞。它们比视锥细胞对光更敏感,而且更靠近视网膜边缘。我们无法看到颜色,”Kamermans解释道。



患有先天性视网膜缺陷的人,视网膜中的杆状细胞慢慢死亡。“结果,患者在黑暗中再也看不见任何东西,视力边缘变得更差。”这造成了一种视野狭窄。”他说,黄斑变性的作用正好相反。在这个病例中,黄斑中的视锥细胞坏死,导致患者视野中心的视力下降。因此,他们识别人脸的速度较慢,阅读也有困难。这几乎是不可能治疗的。然后,病人被教导更多地用他们的眼睛边缘看东西。但这不是一个合适的解决方案;视力仍然很模糊。”


光学眼镜是否能改善视力还有待观察
他说,目前有很多类似于德国的光学眼镜或特殊灯的实验正在进行中。“有些病人喜欢这些选择,但这当然是非常主观的。无论如何,这都不是一个不重要的考虑。但是在黄斑区中并没有很多蓝色的视锥细胞。它们更靠近边缘,对蓝光更敏感。我还没有看到是否可以客观地确定这种方法是否可以改善视力。”



许多研究人员将视网膜的工作原理与照相机的工作原理相比较。在Kamermans看来,这是不应该的。视网膜比人类和科学家通常认为的要复杂得多。相机会传递每个像素并利用它建立图像。而视网膜在向大脑发送信号之前会过滤掉所有的东西。可以说,它不断地进行计算,只向大脑发送偏离的信号。它是关于物体运动、光线强度、颜色和正负图像的一系列信息。”


所有这些信号都会到达大脑的不同区域。科学还没有弄清楚哪些信号属于大脑的哪个区域。这是一个非常复杂的过程,Kamermans认为视网膜假体短期内不会得到广泛应用。“这些植入物将光转化为电流,刺激视神经细胞。这些电流只是不能刺激特定的细胞,比如那些能显示红色阴影或物体移动速度的细胞。这意味着视野有限,结果令人失望。该技术还没有发展到足以确保正确的信号被发送到正确的地方。”

基因疗法将带来突破

他对基因疗法作为一种预防RP症状的方法更有信心。“先天基因导致细胞中的感光色素错误折叠而不被分解。这导致细胞充满了错误的光色素,最终死亡。在基因治疗中,这个错误的基因被切成两半。这可以防止色素的积累和细胞的死亡。研究结果很有希望,这一突破肯定会实现。”



另一种有前途的治疗RP的技术是光遗传学。这包括通过插入光敏基因来影响细胞的行为。在Kamermans小组的研究中,这种基因来自于光敏感离子通道。这些是在蓝藻中发育出来的,用来探测光线。他继续解释道:“通过将这些细胞插入视网膜,它们可以取代已经损坏的感光细胞的功能。”

这里的关键是在疾病的早期阶段以正确的剂量插入基因。“视网膜有一个分层结构,在信号进入大脑之前,第一层负责所有的计算。疾病在发展,所以你必须及时发现它。否则那层已经被严重破坏了。使较深的一层对光敏感是可能的。但这将导致更糟糕的结果,因为你将缺乏第一层的计算。”

需要进一步研究
Kamermans报告说,法国研究小组Gensight对前三例患者进行了相对低剂量的治疗。他们对此反应很好。该计划将进一步优化这项研究。但是由于corona,我已经有一段时间没有听到任何消息了。在科学会议上你们可以互相聊天,但是这种情况很少在网络上发生。”

回到荷兰,Kamermans和他的同事不得不停止研究光遗传学,因为他们无法获得足够的视网膜。 “以前,我们是从角膜银行库收到剩余的科研材料。但是,由于已将其转移到组织库中,因此只允许角膜用于眼睛研究。其余的都扔掉了。虽然我们知道货源充足。这非常令人沮丧。目前,我们可能不会通过我们的研究来寻求临床解决方案,但是我们的基础知识无疑可以对此做出贡献。”

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