دانشمندان راهی برای ترمیم خودکار شبکیه آسیب‌دیده چشم پیدا کردند

یک بیماری ارثی و نادر بینایی که به نسخه‌های معیوب ژن CaBP4 مربوط می‌شود، از دوران کودکی ضعف بینایی ایجاد می‌کند. پروتئینی که این ژن تولید می‌‌نماید، نقش مهمی در انتقال پیام‌های شیمیایی در شبکیه دارد.

این اختلال در سگ‌ها نیز دیده می‌شود و پژوهشگران هنگام درمان این حیوانات به روشی درمانی دست یافته‌اند که می‌تواند چشم‌اندازی تحول‌آفرین داشته باشد.

در پژوهشی که در نشریه Molecular Therapy Advances منتشر شده، گروهی از پژوهشگران به سرپرستی تیمی از دانشگاه ایالتی میشیگان در آمریکا گزارش داده‌اند که یک درمان ژنی تک‌دوز نه‌تنها مانع پیشرفت نابینایی شد، بلکه توانست برخی اتصالات آسیب‌دیده را از نظر ساختاری نیز ترمیم کند.

این یافته احتمال دستیابی به درمان‌هایی را مطرح می‌کند که قادر باشند سلول‌های عصبی پستانداران را ترمیم کنند؛ قابلیتی که پیش‌تر بسیاری آن را غیرممکن می‌دانستند.

بیلی بک‌ویت-کوهن، چشم‌پزشک دامپزشکی از دانشگاه ایالتی میشیگان، گفت

ما توانستیم سه تغییر ساختاری مستقل را نشان دهیم که از انعطاف‌پذیری شبکیه بزرگسالان پشتیبانی می‌کنند. تنها اجزای جدید به ساختار شبکیه اضافه نشدند، بلکه ناهنجاری‌های موجود نیز ترمیم شدند.

درمان ژنی و بهبود بینایی

پژوهشگران پس از شناسایی ژن CaBP4 به‌عنوان عامل نابینایی در گروهی از سگ‌های نژاد ویپت، شبکیه این حیوانات را با ویروسی بی‌ضرر حامل نسخه سالم و فعال این ژن درمان کردند.

این روش درمانی بینایی سگ‌ها را به میزان چشمگیری بهبود داد، به‌ویژه در نور کم؛ شرایطی که کمبود پروتئین CaBP4 بیشترین اثر منفی را بر عملکرد بینایی دارد.

علاوه بر این، بخش‌های درمان‌شده شبکیه با سرعت کمتری دچار تخریب شدند. لایه شبکه‌ای بیرونی یا OPL که محل قرارگیری اتصالات مهم بینایی است نیز به شکل قابل‌توجهی گسترش یافت. نوارهای سیناپسی موجود در سلول‌های حساس به نور چشم نیز رشد بیشتری پیدا کردند.

وقتی ژن CaBP4 عملکرد طبیعی خود را از دست می‌دهد، رشد OPL و نوارهای سیناپسی متوقف یا محدود می‌شود. پژوهشگران این وضعیت را به وجود خطا در نقشه ساخت یک ساختمان تشبیه کرده‌اند.

بیلی بک‌ویت-کوهن گفت

می‌توان جهش‌های موجود در ژن شبکیه را مانند یک غلط تایپی در نقشه ساخت دانست؛ اشتباهی که دستورالعمل‌ها را برای سامانه نامفهوم می‌کند و در نهایت به طراحی معیوب و از دست رفتن بینایی می‌انجامد. درمان ما در واقع دستورالعمل تازه‌ای برای بخش اشتباه نوشته‌شده ارائه می‌دهد؛ درست مانند کاری که یک ویراستار انجام می‌دهد.

امید به ترمیم شبکه عصبی

این پژوهش حاصل یک دهه مطالعه درباره این اختلالات چشمی است. هنوز مشخص نیست که همین روش در انسان نیز نتیجه مشابهی داشته باشد، اما تیم پژوهشی معتقد است قابلیت انتقال به درمان‌های انسانی را دارد.

پژوهشگران در مقاله منتشرشده خود نوشتند

نتایج ما نشان می‌دهد که ژن‌درمانی نه‌تنها می‌تواند عملکرد شبکیه را بازگرداند، بلکه قادر است آرایش تقریباً طبیعی ساختار شبکیه را در لایه OPL نیز ایجاد کند. این بازسازی شامل گسترش لایه‌ای است که در جریان رشد طبیعی شبکیه به‌درستی شکل نگرفته بود و همچنین بلوغ ویژگی‌های سیناپسی مانند افزایش طول نوارهای سیناپسی را دربر می‌گیرد؛ فرایندی که نشان‌دهنده حفظ الگوی شبکه عصبی شبکیه تا دوران بزرگسالی است.

اگرچه اختلال مرتبط با ژن CaBP4 هم در انسان و هم در سگ‌ها نادر به شمار می‌رود، پژوهشگران معتقدند یافته‌های این مطالعه می‌تواند مسیرهایی تازه برای ترمیم شبکه‌های عصبی آسیب‌دیده و درمان طیف گسترده‌تری از بیماری‌ها ایجاد کند.

حتی پس از آنکه رشد ساختارهای چشمی به‌طور قابل‌توجهی محدود شده و اتصالات سلول‌های عصبی آسیب دیده بودند، نشانه‌هایی از بازسیم‌کشی عصبی مشاهده شد. مزایای درمان نیز ماندگار بودند و دوره پیگیری برخی حیوانات در این مطالعه به سه سال رسید.

اکنون مشخص شده که ایجاد اتصالات عصبی جدید در شبکیه امکان‌پذیر است و همین موضوع مسیرهای تحقیقاتی متعددی را پیش روی دانشمندان قرار می‌دهد. یکی از زمینه‌های مهم، بررسی نقش پیام‌رسانی کلسیمی است؛ فرایندی که CaBP4 در آن نقش دارد و به ارتباط میان سلول‌های چشم کمک می‌کند.

در سال‌های اخیر گام‌های امیدوارکننده‌ای برای بازگرداندن بینایی برداشته شده است؛ از جمله فعال‌سازی سلول‌های خاموش در چشم و محافظت از گیرنده‌های نوری. این پژوهش نیز می‌تواند یکی دیگر از دستاوردهای مهم در این مسیر باشد.

پژوهشگران نوشتند

یافته‌های ما بازگشت عملکرد بینایی را در سگ‌هایی با اختلال شدید الکتروفیزیولوژیک و سیناپسی نشان می‌دهد. ما ثابت کردیم که لایه OPL شبکیه از انعطاف‌پذیری بسیار بالایی برخوردار است و نوارهای سیناپسی می‌توانند پس از درمان تقویت ژن، حتی در دوران بزرگسالی نیز به بلوغ برسند و افزایش طول پیدا کنند.

نتایج این تحقیق در نشریه Molecular Therapy Advances منتشر شده است.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.