Nowe leki aktywowane światłem przywracają wzrok u myszy
Choroby takie jak związane z wiekiem zwyrodnienie plamki żółtej (AMD) oraz retinopatia barwnikowa (RP) dotykają obecnie aż 200 milionów ludzi na całym świecie, stanowiąc główną przyczynę utraty wzroku. Degeneracja fotoreceptorów, komórek światłoczułych siatkówki, prowadzi do stopniowego zaniku zdolności widzenia. Mimo że dalsze elementy układu nerwowego siatkówki pozostają w dużej mierze nienaruszone, nie otrzymują już sygnałów świetlnych, co uniemożliwia prawidłowe przetwarzanie bodźców wzrokowych.
Skutki tych chorób wykraczają daleko poza indywidualne cierpienie pacjentów . Utrata wzroku wiąże się z ogromnymi kosztami społecznymi i ekonomicznymi, szacowanymi na ponad 400 miliardów dolarów rocznie, obejmującymi zarówno wydatki na opiekę zdrowotną, jak i utratę produktywności.
Dotychczasowe metody przywracania wzroku, takie jak terapia genowa czy elektroniczne protezy siatkówki, mają poważne ograniczenia. Terapia genowa sprawdza się jedynie u niewielkiej grupy pacjentów z określonymi mutacjami, natomiast implanty są kosztowne, inwazyjne i wymagają długotrwałej rehabilitacji. W ostatnich latach pojawiły się także próby wykorzystania optogenetyki i leków reagujących na światło, jednak uzyskanie wysokiej jakości widzenia przy naturalnym oświetleniu pozostawało wyzwaniem.
Nowa nadzieja dla milionów osób z chorobami siatkówki
Przełomowe badania zespołu IBEC koncentrują się na nowej klasie małocząsteczkowych leków, które mogą do pewnego stopnia wejść w rolę zdegenerowanych fotoreceptorów. Związki te, określane jako prosthe6, mogą być podawane zarówno w postaci iniekcji do oka, jak i kropli do oczu, nie wymagając przy tym modyfikacji genetycznych ani wszczepiania żadnych urządzeń. Co istotne, wykazują one korzystny profil bezpieczeństwa, co sprawia, że są obiecującą opcją dla badań nad przyszłymi terapiami przywracającymi wzrok.
Nowatorskie podejście opiera się na fotofarmakologii, w której aktywność leku można odwracalnie kontrolować za pomocą światła. Naukowcy zmodyfikowali strukturę chemiczną leków, dodając do nich tzw. przełącznik molekularny, który zmienia kształt cząsteczki pod wpływem światła, uruchamiając odpowiednie szlaki sygnałowe w siatkówce. Prosthe6 oddziałują na komórki dwubiegunowe typu ON, kluczowe elementy siatkówki odpowiedzialne za przekazywanie informacji o obecności światła do dalszych części układu wzrokowego. W zdrowym oku komórki te odbierają sygnały od fotoreceptorów. W przypadku ich utraty prosthe6 przejmują ich funkcję, umożliwiając ponowne przetwarzanie bodźców świetlnych.
Leki sterowane światłem przywracają funkcje wzrokowe u zwierząt
Badania laboratoryjne prowadzono z rybami z gatunku danio pręgowany oraz myszami z objawami AMD i RP. Po podaniu prosthe6 zaobserwowano przywrócenie odruchów wzrokowych, takich jak odruch optokinetyczny oraz naturalne unikanie jasnych przestrzeni. Zdrowe myszy instynktownie wybierają ciemne miejsca, po utracie wzroku tracą tę preferencję . Po leczeniu prosthe6 myszy ponownie zaczęły unikać światła, co świadczy o odzyskaniu zdolności percepcji wzrokowej.
Szczególnie obiecujące wyniki uzyskano dla dwóch związków: prosthe6-12 i prosthe6-15. Efekt przywrócenia widzenia występował zarówno po iniekcji do oka, jak i po zastosowaniu kropli do oczu, co otwiera perspektywę łatwej i nieinwazyjnej aplikacji u pacjentów. Nowe leki działają bezpośrednio na zachowane elementy siatkówki, nie wymagając intensywnego oświetlenia ani specjalistycznych urządzeń. Są rozpuszczalne w wodzie i reagują na zwykłe światło widzialne, zarówno sztuczne, jak i dzienne, co sprawia, że mogą być praktyczne w codziennym użytkowaniu. W odróżnieniu od optogenetyki czy implantów prosthe6 nie wymagają skomplikowanych procedur chirurgicznych ani modyfikacji genetycznych. Ich działanie jest odwracalne i można je łatwo kontrolować poprzez podawanie leku.
Te cząsteczki nie leczą ślepoty, ponieważ nie rozwiązują przyczyny degeneracji fotoreceptorów. Jednak są niezwykle skuteczne w przywracaniu widzenia i robią to za sprawą bardzo prostego i potencjalnie przyjaznego dla pacjenta podejścia - mówi prof. Pau Gorostiza z Catalan Institution for Research and Advanced Studies (ICREA). Naszym celem było przywrócenie widzenia za pomocą mechanizmu molekularnego jak najbardziej zbliżonego do działania zdrowej siatkówki - dodaje współautorka pracy, dr Rosalba Sortino z IBEC.
Opracowana technologia jest obecnie chroniona patentem. Zespół badawczy prowadzi dalsze prace nad bezpieczeństwem i optymalizacją leku, by wydłużyć czas jego działania. Trwają także przygotowania do badań klinicznych oraz rozmowy z inwestorami, które mają umożliwić wdrożenie terapii do praktyki medycznej. Jeśli wyniki badań na ludziach potwierdzą skuteczność i bezpieczeństwo prosthe6, nowa metoda może stać się szeroko dostępną i przystępną cenowo alternatywą dla obecnych technologii przywracania wzroku. Szczególnie istotne jest to dla pacjentów z zaawansowaną degeneracją siatkówki, dla których obecnie nie istnieją skuteczne opcje terapeutyczne .