Amparo Tolosa, Genotipia
Un equipo internacional de investigadores ha conseguido devolver parcialmente la visión a un paciente diagnosticado con retinosis pigmentaria hace 40 años mediante una terapia optogenética. El equipo ha combinado técnicas ópticas y genéticas para conseguir que ciertas células de la retina respondan a impulsos visuales proporcionados por unas gafas especiales. La recuperación de la visión es parcial y no permite leer o distinguir rostros. No obstante, sí permite mejorar la calidad de vida del paciente. Los resultados se publican en Nature Medicine.
La optogenética, es una aproximación biológica que combina técnicas ópticas y genéticas para controlar eventos en las células de individuos vivos. Inicialmente, se desarrolló como una aproximación enfocada en el estudio del funcionamiento del cerebro, aunque posteriormente se ha extendido a otros tipos de tejidos y células.
El primer paso de una estrategia optogenética es convertir a las células objetivo del experimento en sensibles a la luz. Para ello, los investigadores utilizan técnicas genéticas para hacer llegar a su interior unos genes especiales, que codifican para unas proteínas especiales denominadas opsinas. Estas proteínas son sensibles a la luz y pueden generar una respuesta eléctrica en las células en respuesta a la estimulación con luz. A continuación, se utilizan pulsos de luz capaces de estimular las opsinas y por lo tanto de generar una respuesta en las células.
En el estudio, publicado en Nature Medicine, los investigadores han utilizado una terapia optogenética para tratar la retinosis pigmentaria. Esta enfermedad engloba una serie de trastornos oculares que producen pérdida progresiva de la visión, como consecuencia de la degeneración de las células de la retina responsables de percibir la luz y transformarla en señales eléctricas.
El equipo ha utilizado un vector vírico para introducir el gen responsable de producir la opsina ChrimsonR en las células ganglionares de la retina. Estas células son las que, en condiciones normales reciben la información visual de las células fotorreceptoras y la transmiten a hacia los correspondientes núcleos cerebrales. En ausencia de las células fotorreceptoras, como ocurre en los pacientes con retinosis pigmentaria, las células ganglionares no reciben información visual por lo que no pueden transmitirla.
Los investigadores inyectaron en el ojo con peor visión de un paciente con retinosis pigmentaria unos virus (no patógenos) con las instrucciones genéticas correspondientes a la opsina ChrimsonR y esperaron cinco meses para que la expresión de la proteína se estabilizara en las células diana. A continuación, proporcionaron al paciente unas gafas especiales que registran los cambios locales en la intensidad de la luz y proyectan imágenes visuales hacia la retina bajo la forma de haces de luz ámbar, el tipo de luz capaz de estimular a ChrimsonR.
Tras siete meses de entrenamiento con las gafas el paciente empezó a mostrar signos de una mejora en la visión. “El cerebro tiene que aprender el nuevo lenguaje que le llega desde la retina, porque lo que las células ganglionares le están diciendo al cerebro no es la actividad normal de las células ganglionares”, señala Botond Roska, director del Instituto de Oftalmología Molecular y Clínica de Basilea, cofundador de Gensight Biologics, empresa responsable del ensayo clínico, y uno de los directores del trabajo.
Con las gafas el paciente fue capaz de percibir, localizar, contar y tocar diferentes objetos, algo que no podía realizar antes de la terapia ni sin las gafas. Además, al estudiar la actividad neuronal mediante un encefalograma los investigadores encontraron que actividad de la retina provocada por la estimulación optogénica se traslada a la corteza visual y modula su actividad. Es decir, a través de las gafas y la terapia, la presencia o ausencia de objetos, es detectada por la corteza visual.
“Fue asombroso ser testigos de la primera recuperación de algo de función visual en un paciente ciego”, ha manifestado Roska. “Hemos trabajado en terapia optogenética en el laboratorio durante 16 años y ver ahora la prueba de concepto en un paciente es una experiencia única”.
Recuperación parcial de la visión
La recuperación de la visión en el paciente tratado es parcial. El sistema no puede reproducir la variedad de estímulos visuales que transmiten las células de la retina de forma normal. Las gafas están diseñadas para capturar la luz y optimizar la estimulación de ChrimsonR pero no pueden captar la complejidad proporcionada por los diferentes tipos de fotorreceptores y proteínas sensibles a la luz que presentan los ojos sanos. Además, la resolución de la imagen proporcionada por las células ganglionares en ausencia de los fotorreceptores (mucho más numerosos) es menor.
El tratamiento, por lo tanto, no permite que el paciente sea capaz de diferenciar rostros. Sin embargo, las mejoras observadas sí resultan beneficiosas. “Son personas que están completamente ciegas”, ha destacado Richard Rosen, director del Servicio Retina en el Sistema de Salud Monte Sinaí, que no ha participado en el estudio. “No hay nada. No ven nada. Si pudieran detectar obstáculos grandes en su camino, eso es enorme. Ahora utilizan un bastón para tocar alrededor y ver si hay algo en su camino. Es un paso pequeño pero gigante para estos pacientes”.
Según indica el estudio, el paciente tratado ha mostrado mejoras significativas en su capacidad para realizar actividades diarias como hacerse camino en ambientes interiores y exteriores o detectar objetos y mobiliario en casa.
Video con uno de los ejercicios visuales que refleja la mejora producida en el paciente.
Una terapia con potencial para muchos pacientes
Los resultados del trabajo representan el primer caso en el que una terapia optogenética induce una recuperación funcional en una enfermedad neurodegenerativa.
Una ventaja de la aproximación optogenética como estrategia terapéutica para tratar una enfermedad genética como la retinosis pigmentaria es que es independiente de la mutación que causa la enfermedad. Esto es especialmente interesante ya que en la actualidad la única terapia aprobada para la retinosis pigmentaria está limitada a los pacientes con formas tempranas de la enfermedad con mutaciones en el gen RPE65 que todavía tienen cierta proporción de células fotorreceptoras vivas en la retina. En estas circunstancias una aproximación como la optogenética permitiría mejorar la enfermedad en un rango mucho más amplio de pacientes. Además, los primeros datos indican que es segura y permanente.
El paciente tratado forma parte del estudio clínico PIONEER realizado por la empresa GenSight Biologics, de la que son fundadores los directores del estudio, José-Alain Sahel y Botond Roska. En el ensayo fueron tratadas otras seis personas. No obstante, la pandemia de COVID-19 ha impedido que puedan desplazarse a los centros médicos necesarios para entrenarse con las gafas.
De momento, la información sobre la eficacia y seguridad de la terapia optogenética para la retinosis pigmentaria se limita a los resultados en un único paciente, por lo que serán necesarios más estudios, así como la información proporcionada por los pacientes que no pudieron entrenarse con las gafas para evaluar la efectividad de la estrategia y la posibilidad de extenderla a más pacientes.
Referencia: Sahel, JA., Boulanger-Scemama, E., Pagot, C. et al. Partial recovery of visual function in a blind patient after optogenetic therapy. Nat Med. 2021. https://doi.org/10.1038/s41591-021-01351-4
Fuentes:
GenSight Biologics Announces Nature Medicine Case Report Showing Visual Recovery after GS030 Optogenetic Treatment. https://www.gensight-biologics.com/2021/05/25/gensight-biologics-announces-nature-medicine-case-report-showing-visual-recovery-after-gs030-optogenetic-treatment/
Man blind for 40 years regains some sight through gene therapy. https://medicalxpress.com/news/2021-05-years-regains-sight-gene-therapy.html
For the First Time, Optogenetic Therapy Partially Restores Patient’s Vision. https://inside.upmc.com/optogenetic-therapy-partially-restores-vision/
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