Imagínese, si lo desea, quedarse ciego lentamente en el transcurso de cuarenta años, despertando cada mañana con solo un poquito más de su visión periférica atenuada, su mundo desapareciendo detrás de un ojo de cerradura de visión cada vez más pequeño, eventualmente desvaneciéndose a las profundidades impenetrables de la plenitud. ceguera a medida que fallan las células fotorreceptoras defectuosas en sus ojos. Tal fue la presunta suerte de un hombre de 58 años que había sufrido durante las últimas cuatro décadas. Eligió participar en un estudio reciente realizado por investigadores de la Universidad de Basilea, el Centro Médico de la Universidad de Pittsburgh y la startup GenSight Biologics. En lugar de hundirse más en la negrura de la oscuridad de la vista, este paciente en realidad, inesperadamente, gracias a una terapia biológico-tecnológica híbrida de vanguardia conocida como optogenética.

«Creo que está naciendo un nuevo campo», dijo el profesor e investigador de la Universidad de Basilea Botond Roska a los periodistas durante una conferencia telefónica reciente en la que se anunciaban los resultados del equipo.

, como su nombre lo indica, fusiona la óptica y la genética, lo que permite a los investigadores controlar neuronas individuales in vitro utilizando luz visible. Las moléculas sensibles a la luz se introducen primero en las células del cerebro y luego se activan mediante pulsos de luz de los hilos de fibra óptica. La molécula convierte la luz en un impulso eléctrico que hace que la neurona a la que está unida se dispare también, lo que permite a los investigadores activar neuronas específicas a demanda y potencialmente influir en los comportamientos y respuestas del sujeto.

Esto La metodología se ha utilizado en neurología durante décadas para estudiar las funciones del sistema nervioso central. (un gran paso adelante con respecto a los días y meses que solía tomar para obtener resultados observables con las técnicas genéticas tradicionales). En los últimos años, la optogenética se ha reutilizado como una técnica terapéutica para ayudar a tratar, y potencialmente revertir, enfermedades hereditarias de la ceguera como la RP, que afecta a 1 de cada 4.000 personas nacidas en los EE. UU. Cada año.

El equipo de la Universidad de Basilea-UPMC tomó las teorías básicas detrás de la optogenética y las aplicó a la retina como parte de su , utilizando tecnología desarrollada por . Es un enfoque de dos puntas que utiliza componentes biológicos y tecnológicos. Por el lado biológico, los investigadores primero apuntaron a las células ganglionares de la retina del paciente para recibir una terapia genética que las hiciera fotoactivables. Normalmente, las células ganglionares no son fotosensibles. – y simplemente llevan la carga eléctrica generada por esas células fotorreceptoras hasta el nervio óptico. Pero dado que RP ya había dañado y destruido los bastones y conos del paciente, estos ganglios tendrían que ser modificados para realizar una doble función.

Para ello, el equipo de investigación insertó (léase: inyectado) en uno de los ojos del paciente. Ese gen codifica lo fotoactivable llamada y fue dirigido a las células ganglionares usando un .

“Estas proteínas son muy especiales”, Dr. José-Alain Sahel, Profesor Distinguido y Presidente

El Departamento de Oftalmología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Pittsburgh, cofundador de Gensight Biologics y co-investigador principal del estudio PIONEER, dijo a …. “Fueron descubiertos a finales de los 90 y principios de los 2000. Estas proteínas existen en las algas, capturan la luz y desencadenan una respuesta eléctrica que permite que las algas se acerquen o se retraigan de la luz, y es una sola proteína, por lo que es una respuesta muy rápida «.

Los ganglios tardaron unos meses en producir una cantidad suficiente de ChrimsonR y estabilizarse dentro de las células. Una vez que eso sucedió, las células ganglionares pudieron detectar la luz y llevar la carga eléctrica posterior al nervio óptico, sin pasar por los bastones y conos inútiles por completo.

Aquí es donde entra el lado tecnológico. ChrimsonR es más sensible a la luz en la longitud de onda de 590 nm (ámbar) y esa luz debe ser brillante para activar la proteína, mucho más brillante de lo que la iluminación ambiental generalmente puede producir. “No responde a niveles bajos de luz y no se adapta a diferentes niveles de luz en la retina normal”, se lamentó Sahel.

Por lo tanto, Gensight ha desarrollado un conjunto patentado de gafas que recopilan datos de imágenes de un y haz una onda de luz de alta intensidad de 590 nm directamente en los ojos del paciente. «Desarrollamos una cámara bioinspirada que funciona en cada píxel detectando cualquier cambio en la sensibilidad a la luz», explicó Sahel. “Estas cámaras pueden detectar niveles muy bajos de cambios, pueden funcionar con niveles bajos aplicados y niveles altos de luz. Funcionamos píxel a píxel y procesamos la imagen en tiempo real «.

El paciente comenzó a entrenar con los auriculares cinco meses después de recibir la inyección. “El primer paso es entrenar al paciente para que adapte las gafas a la retina, para asegurarse de que el rayo esté bien alineado”, continuó, “y entrenar al paciente para que comprenda lo que está viendo si ve algo”.

Siete meses después de eso, comenzó a notar mejoras notables en su percepción visual. Usando sus gafas, el paciente localizó y tocó correctamente un cuaderno grande y un estuche de lápices más pequeño colocado en una mesa frente a él el 92 por ciento y el 36 por ciento del tiempo, respectivamente. También contó el número de vasos colocados sobre la mesa con un 63 por ciento de precisión. Sin la ayuda de sus gafas, el paciente completó con éxito estas tareas el cero por ciento del tiempo.

Es más, las lecturas de EEG tomadas durante estos ensayos mostraron una mayor actividad en la corteza visual del paciente, lo que sugiere que su cerebro en realidad estaba «viendo» lo que estaba mirando. El paciente incluso informó que podía discernir las franjas blancas de un paso de peatones cuando probaba los auriculares fuera del laboratorio.

“Mucha gente pensó que no funcionaría en humanos”, dijo Sahel. “Muchos de los principales científicos en el campo de la optogenética pensaron [this technique] sería genial como herramienta para comprender cómo funciona el cerebro y cómo [neural] las conexiones funcionan, pero no pensaron que funcionaría con los pacientes … Es realmente un hito, nos dice que estamos en el camino correcto «.

El estudio PIONEER actual es un comienzo muy preliminar para el desarrollo de la terapia. En este punto, los investigadores buscan principalmente métricas de seguridad básicas y marcan las dosis biológicas óptimas. Un puñado de otros pacientes han recibido sus inyecciones de vectores pero, debido a problemas derivados de la pandemia de COVID, aún no han recibido capacitación sobre los auriculares. Sahel espera rectificar eso en un futuro cercano mientras GenSight trabaja para iterar mejoras en los propios auriculares. La cámara de eventos utilizada en las gafas actuales se ve obstaculizada por su baja resolución, «por lo que estamos trabajando en gafas de mayor resolución», dijo Sahel, además de incorporar un sistema de seguimiento ocular «para que la alineación con el ojo sea mejor». «

Por supuesto, si es un poco quisquilloso que le inyecten una versión genéticamente modificada del resfriado común en las partes gelatinosas de su ojo interno, no se preocupe, ya que este es solo uno de los innumerables tratamientos tecnológicos que se están desarrollando para abordar la RP y otros enfermedades hereditarias. La , desarrollado por Second Sight Medical Products ofrece una configuración similar de gafas de cámara, con Depredador visión nada menos, aunque requiere que se inserten sondas delgadas en su cerebro y una unidad de control implantada en su cráneo. Sí, de repente esa toma no se ve tan mal ahora, ¿verdad?