Az éjszakai vakság kutyáknál: a kutatók olyan génterápiát fejlesztettek ki, ami az embereknél is hatásos lehet

A kutatók olyan génterápiát fejlesztettek ki, amely helyreállítja a gyenge fényviszonyok melletti látást a veleszületett éjszakai vakságban szenvedő kutyáknál, és reményt ad az emberek hasonló állapotának kezelésére.

A veleszületett éjszakai vakságban (CSNB) szenvedő emberek gyenge fényviszonyok mellett nem képesek megkülönböztetni a tárgyakat. Ez a károsodás kihívást jelent, különösen ott, ahol nem áll rendelkezésre mesterséges világítás, de az éjszakai vezetés közben is problémákat okoz.

A kutyák éjszakai vaksága

A kutya veleszületett éjszakai vaksága egy öröklött szembetegség, amely főként a briardokat és a beagle-ket érinti. Lassú progresszív retina degeneráció jellemzi, nagyon korai klinikai tünetekkel. A retina a szem fontos része, amely vizuális információkat gyűjt, és elküldi az agynak. A problémát az RPE65 gén deléciója (egy részlet kiesése a kromoszóma genetikai anyagából) okozza, ami egy fehérjét kódol, amely felelős a 11-cisz-retinol regenerációjáért a látási ciklusban. A mutáció recesszíven öröklődik. Az érintett kutyák látásfunkcióinak súlyos károsodása, elsősorban az éjszakai látás, de egyes esetekben a nappali látás is különböző mértékben érintett. A heterozigóta kutyák normális látásfunkcióval és elektroretinogrammal rendelkeznek, de attól még hordozzák a betegséget. Ha két heterozigóta kutyát tenyésztenek, nagy az esélye annak, hogy egy CSNB-vel küzdő kölyökkutyát kapjanak.

Évek óta vizsgálódnak a kutatók

2015-ben a Penn’s School of Veterinary Medicine kutatói rájöttek, hogy a kutyákban kialakulhat az öröklött éjszakai vakság egy olyan formája, amely erősen hasonlít az emberekéhez. 2019-ben a csapat azonosította a felelős gént.

Nemrég jelentős előrelépésről számoltak be: egy génterápiáról, amely visszaadja az éjszakai látást a CSNB-vel született kutyák számára. Ennek a megközelítésnek – amely a retinában mélyen lévő sejtcsoportot célozza meg, az úgynevezett ON bipoláris sejteket – a sikere jelentős lépést jelent egy olyan cél felé, hogy mind a kutyák, mind az emberek, valamint más, az ON-t érintő látásproblémák kezelésére szolgáló megoldást fejlesszenek ki.

Azok a CSNB-s kutyák, akik egyetlen injekciót kaptak a génterápiával, elkezdték kimutatni az egészséges LRIT3 fehérjét a retinájukban, és félhomályban is képesek voltak jól eligazodni a labirintusban. A kezelés tartósnak is tűnik, a terápia hatása egy évig vagy tovább is tarthat.

Ígéretes az új génterápia

„A kísérleti tanulmány eredményei nagyon ígéretesek” – mondja Keiko Miyadera, a tanulmány vezető szerzője és a Penn Vet adjunktusa. „A veleszületett éjszakai vakságban szenvedő embereknél és kutyáknál a betegség súlyossága állandó és változatlan az életük során. Képesek voltunk kezelni ezeket a felnőtt kutyákat, 1 és 3 éves kor között. Ez ígéretessé és relevánssá teszi ezeket az eredményeket, mivel elméletileg még felnőttkorban is beavatkozhatunk, és az éjszakai látás javulását tapasztalhatjuk.”

A korábbi munkában a Penn Vet csapata Japánból, Németországból és az Egyesült Államokból származó csoportokkal együttműködve feltérképezte a CSNB-ben szenvedő kutyák populációját, és megállapította, hogy az LRIT3 gén mutációi felelősek a kutyák éjszakai látásromlásáért. Ugyanez a gén érintett bizonyos esetekben a humán CSNB-ben is.

A retina senkiföldje

Ez a mutáció befolyásolja az ON bipoláris sejtek működését, de néhány vakságot okozó betegségtől eltérően a retina teljes szerkezete érintetlen marad. Ez reményt adott a kutatócsoportnak, hogy az LRIT3 gén normál másolatának biztosítása helyreállíthatja az érintett kutyák éjszakai látását.

Míg a Penn Vet kutatói a Kísérleti Retinaterápiák Osztályától hatékony génterápiákat fejlesztettek ki számos egyéb vakságot okozó rendellenességre, a korábbi kezelések egyike sem célozta meg a retina középső rétegében mélyen elhelyezkedő ON bipoláris sejteket.

„A retina senkiföldjére léptünk ezzel a génterápiával” – mondja William A. Beltran, a Penn Vet professzora és a kutatás társszerzője. „Ez megnyitja az utat más betegségek kezelésére, amelyek hatással vannak az ON bipoláris sejtekre.”

Így győzték le az akadályt

A kutatók két kulcsfontosságú megállapítással győzték le az akadályt, hogy megcélozzák ezeket a viszonylag hozzáférhetetlen sejteket. Először is, egy szigorú szűrési folyamat során azonosították az egészséges LRIT3 gén vektorát, amely lehetővé teszi a kezelést és eléri a kívánt sejteket. Másodszor pedig párosították az egészséges gént egy promóterrel – azzal a genetikai szekvenciával, amely segít elindítani a terápiás gén „beolvasását” –, amely sejtspecifikus módon működik.

„A korábbi terápiák, amelyeken dolgoztunk, célzott fotoreceptorokat vagy retina pigment epitélium sejteket tartalmaztak” – mondja Gustavo D. Aguirre társszerző, a Penn Vet professzora. „De az általunk használt promóter nagyon specifikus az ON bipoláris sejtek megcélzására, ami segít elkerülni a potenciális célon kívüli hatásokat és a toxicitást.”

A kutatók azt gyanítják, hogy a működőképes LRIT3 gén helyreállítása lehetővé teszi a jelek átjutását a fotoreceptor sejtekből az ON bipoláris sejtekbe. „Az LRIT3 ezeknek a sejteknek az »ujjhegyeiben« fejeződik ki” – mondja Beltran. „Ennek a transzgénnek a bevezetése lényegében lehetővé teszi, hogy a két sejt kezet fogjon, és újra kommunikáljon.”

Nyitott kérdés, hogy a fotoreceptor sejtek és az ON bipoláris sejtek együttes megcélzása az éjszakai látás még nagyobb javulását eredményezheti-e. Más kutatócsoportok, amelyek ezeket az állapotokat egereken tanulmányozták, a terápiát a fotoreceptor sejtekre célozták, és azt találták, hogy a látás helyreállt, ami egy lehetséges útra utal a génterápia hatásainak fokozására.

És bár a terápia lehetővé tette a funkcionális helyreállítást – a kutyák képesek voltak eligazodni a labirintusban, amikor a kezelt szemük fedetlen volt, de nem, amikor lefedték –, a gén egészséges másolata az ON bipoláris sejtek mindössze 30%-ában expresszálódott. Az utómunkálatok során a kutatók azt remélik, hogy növelik ezt a százalékot.

„Nagy sikerünk volt ebben a vizsgálatban, de azt láttuk, hogy egyes kutyák jobban gyógyulnak, mint mások” – mondja Miyadera. „Szeretnénk folytatni a munkát a terápiás előny maximalizálásán, miközben továbbra is a biztonságot garantáljuk. És azt láttuk, hogy ez a kezelés tartós, de vajon egy injekció után egy egész életen át az lesz? Ezt szeretnénk megtudni.”

A csapat azt is tervezi, hogy módosítani kívánja a terápiát az LRIT3 gén humán változatának felhasználásával. Ez egy szükséges lépés ahhoz, hogy a kezelést a CSNB-ben szenvedőkre is átültessék egy esetleges klinikai vizsgálat során.