The New York Times gazetesinden Carl Zimmer’in haberine göre, bir grup bilim insanı görme engelli bir erkeğin bir gözüne ışığı yakalayan proteinler kazandırdı. Nature Medicine dergisinde yayımlanan araştırmaya göre, bu tedavi ilk kez başarılı bir biçimde uygulandı. Bu tedavi sayesinde, Fransa’da yaşayan 58 yaşındaki gönüllü, dar bir görüş açısında etrafındaki nesneleri buğulu bir biçimde seçmeye başladı. Bu elbette tam bir görüşten oldukça uzak bir sonuç ama 13 yıllık çalışmanın ardından söz konusu tedavinin ilk kez başarılı bir sonuç vermesi, bu alanda bilim insanlarını umutlandırdı.
“Yolun sonuna gelmiş değiliz ama çok ciddi bir aşama kaydettik,” diyor Pittsburgh ve Sorbonne Üniversiteleri’nde çalışan Dr. José-Alain Sahel.
Dr. Sahel ve meslektaşları, genetik olarak aktarılan görme engellerine çare bulmaya çalışıyor. Bu genetik bozukluklarda, gözde görme için elzem olan bazı proteinler bulunmuyor.
Normal koşullarda, ışık göze temas ettiğinde, foto reseptör hücreler tarafından yakalanır. Bu hücreler daha sonra gangliyon hücrelerine bir sinyal gönderir. Sinyali alan gangliyon hücreleri, hareket gibi vasıfları teşhis eder ve optik sinirlere kendi sinyallerini gönderir. Optik sinirler ise bu bilgiyi beyne iletir.
Daha önceki araştırmalarda, Leber konjenital amorozisi denilen genetik görme engeli, foto reseptörlerin giderek dejenere olmasına neden olan hatalı bir gen düzeltilerek iyileştirilebilmişti. Ancak diğer genetik görme engellerinin tedavisi daha karmaşık, zira bu durumda genelde foto reseptörler tamamen kaybediliyor. “Hücreler bir kez öldü mü artık gen kusurunu iyileştirmek mümkün değil,” diyor Dr. Sahel.
Bu tarz durumlarda, asıl işi ışığı yakalamak olmayan gangliyon hücrelerini yeni foto reseptör hücrelerine dönüştüren bir gen terapisi üzerine çalışılıyor. Bilim insanları, bu tedavide, herhangi bir hücreyi ışığa duyarlı hala getirebilen alg ve diğer mikroplardan elde edilen proteinleri kullanıyor. 2000’lerde, bilim insanları, bu proteinlerin bazılarının farelerin ve diğer laboratuvar hayvanlarının beyin hücrelerine nasıl yerleştirileceğini bulmuştu: onlara bu genleri taşıyan virüsler enjekte ederek! Virüsler bazı tür beyin hücrelerine bulaşıyor, bunlar da daha sonra yeni geni ışığa duyarlı kanallar oluşturmak için kullanıyordu. Bu yönteme optogenetik diyoruz. Bu yöntem aslında beynin nasıl işlediğini bulmak üzere geliştirilmişti. Hayvan beynine ufak bir ışık huzmesi göndererek belli bir beyin hücresi aktif hale getiriliyordu. Bu şekilde pek çok davranışının ardında yatan beyin devreleri keşfedilmişti. Dr. Sahel ise optogenetiği retinaya ışığa duyarlı protein eklemek için kullanmak istedi. Ancak bu alanda öncü olan Ed Boyden’in yarattığı optogenetik proteinlerin ve diğerlerinin, normal ışıktan görüntü oluşturacak kadar hassas olmadığı görüldü. Bu yüzden bilim insanları sadece kehribar renkli ışığa hassas olan bir optogenetik protein seçtiler. Bu kehribar proteinleri retinanın gangliyon hücrelerine taşımak için yine virüsleri kullandılar. Daha sonra görsel bilgiyi kehribar ışığa dönüştüren özel bir alet icat ettiler. Saniyede binlerce kez görüş alanını tarayan ve ışığın değiştiği pikselleri kaydeden gözlükler yaptılar. Gözlükler daha sonra bu piksellerden göze kehribar bir ışık huzmesi gönderiyordu. Araştırmacılar bu strateji sayesinde beyinde görüntü oluşturulabileceğini düşünüyor. Ne de olsa doğal haliyle gözlerimiz saniyede pek çok kez ufak hareketleri seçer ve her defasında pikseller halinde ışık düzeyi değişir.
Ancak görme engelli insanların bu bilgiyi nesneleri tanımak için kullanıp kullanamayacağı hala bir muamma. “Beynin yeni bir dili öğrenmesi gerek,” diyor Basel Üniversitesi’nden Botond Roska.
Bu yöntemi maymunlar üzerinde deneyen bilim insanları bir sonraki aşamaya geçmeye karar verdiler. Gönüllü görme engellilerin bir gözüne bu geni taşıyan virüsler enjekte ederek birkaç ay gangliyon hücrelerin optogenetik proteinler oluşturmasını bekleyeceklerdi. Daha sonra da bu gönüllülere bu özel gözlüğü kullanmayı öğreteceklerdi. Maalesef koronavirüs yüzünden proje sona erdirilmeden önce sadece bir gönüllü üzerinde bu yöntem uygulanabildi. Yedi ay boyunca gözlükleri evde ve yürüyüşlerinde kullanan bu gönüllü bir gün bir yaya geçidinin şeritlerini gördüğünü fark etti.
Fransa’da yazın pandemi hafiften kontrol altına alınmaya başlandığında, araştırmacılar bu gönüllüyü laboratuvara çağırarak üzerinde daha fazla test ve deney yaptı. Deneylerde masanın üzerinde duran bir kitaba uzanıp dokunabildiği görüldü. Ancak daha ufak şeritlerde bu kadar başarılı olamıyordu. Beyin aktivitesi test edildiğinde, gözlük retinasına sinyaller gönderdiğinde beynin görme sürecine dahil olan belli bölgelerinin aktive olduğu görüldü.
Dr. Sahel ve meslektaşları, bu tekniği klinik deneylerle geliştirmek üzere GenSight isimli bir şirket kurdu. Dr. Isacoff ve meslektaşları da yine aynı amaçla Vedere Bio isimli bir şirket kurdu. Bu şirket Ekim ayında Novartis tarafından satın alındı.
Ana Görsel: Deney ortamı, 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