Mikrob ska få blinda att se

Optogenetik är ett ord att lägga på minnet. Det myntades år 2006 av forskare som utrustade nervceller med nya gener från fotosyntetiserande mikroorganismer. Därmed gick en gammal dröm i uppfyllelse – att kunna styra utvalda nervceller hos levande försöksdjur i realtid med ljus.

Den Nobelpristippade metoden är på god väg att revolutionera kunskapen om hur hjärnan fungerar, och kan i framtiden leda till nya behandlingar mot olika sjukdomar.

– Den mest logiska tillämpningen är att försöka återställa synen hos blinda, säger Botond Roska, hjärnforskare på Friedrich Miescher institute i Basel, Schweiz.

Han tror att de första testerna på människor kan komma i gång under nästa år. Tanken är att patienter som blivit helt blinda på grund av ögonsjukdomen retinitis pigmentosa ska kunna se igen. Sjukdomen beror på att olika mutationer gradvis förstör de ljuskänsliga cellerna i ögat, näthinnans tappar och stavar.

Patienterna kommer att få sprutor med ett genförändrat virus i näthinnorna. Viruset innehåller en gen från mikroorganismen Natronomonas pharaonis, en så kallad arké som trivs i det salta och basiska vattnet i Nakurusjön i västra Kenya.

När den nya genen tar sig in i näthinnans celler börjar dessa tillverka ett protein som kallas halorhodopsin. Proteinet reagerar på ljus genom att alstra en elektrisk spänning i cellen så att den skickar en signal till hjärnans synbark. Synen är återställd.

– Det fungerar bra på möss, säger Botond Roska.

Möss som var helt blinda på grund av samma slags mutation som orsakar retinitis pigmentosa hos människor fick tillbaka en del av sin syn efter behandlingen. Sedan drygt ett år tillbaka testas tekniken även på apor.

– Synen kan som bäst komma upp till en åttondel av ögats normala upplösning, vilket inte är så illa, säger Botond Roska.

Det är betydligt mer än vad elektroniska hjälpmedel ger. Närmare hundra synskadade personer runt om i världen har fått ett mikrochip inopererat i ögat för att återställa en del av synen. Den mest avancerade modellen ger bara sextio bildpunkter. Optogenetiken kan skicka enormt mycket mer syn-information till hjärnan.

Behandlingen ger inte tillbaka något färgseende. En annan nackdel är att det ljuskänsliga ämnet från mikroberna inte anpassar sig efter olika ljusförhållanden. Den saken går dock att lösa med relativt enkla medel. Forskarna har konstruerat ett slags glasögon med videokameror kopplade till bildskärmar framför ögonen. Anordningen justerar ljusstyrkan så att den håller sig inom gränserna för vad ögats nya ljuskänsliga ämne klarar av.

Botond Roska är en av grundarna till företaget GenSight, som ska utveckla metoden till en kommersiell produkt. En konkurrent i USA, Retrosense, har liknande planer.

Sedan några år pågår även försök att behandla retinitis pigmentosa genom att spruta in gener som ska kompensera för de mutationer som orsakar sjukdomen. Och för två år sedan rapporterade forskare i USA att de för första gången sprutat in ljuskänsliga celler framställda ur stamceller i ögonen på synskadade för att reparera näthinnan. En av patienterna fick aningen bättre resultat i ett syntest.

– Svårigheten är att få de nya cellerna att koppla in sig på rätt sätt i näthinnan, säger José-Alain Sahel, professor i oftalmologi och chef för Institute de la vision i Paris, Frankrike.

Optogenetiken har inga sådana kopplingsproblem. Det ljuskänsliga proteinet hamnar i näthinnans befintliga nervceller. Metoden fungerar bäst om näthinnans tappar och stavar har slutat reagera på ljus, men fortfarande lever. Men det går också att föra in den nya genen så att helt andra typer av nervceller i näthinnan börjar reagera på ljus.

Självklart kan behandlingen leda till biverkningar. Risken finns att immunsystemet angriper celler som tillverkar ett kroppsfrämmande protein. Men ögats immunsystem är mycket svagt, och djurförsök har inte avslöjat några sådana effekter. Om allt går bra i tester på människor är det tänkbart att optogenetik även kan användas på andra sätt. Forskare fantiserar om att fiberkablar i framtiden kan påverka hjärnan med större precision än de inopererade elektroder som redan i dag används mot parkinson och andra neurologiska sjukdomar.

– Det kan fungera, men för mig är optogenetiken i första hand ett verktyg för att utforska hur hjärnan fungerar, säger Karl Deisseroth, professor i psykiatri och bioteknik vid Stanford university i USA, och en av forskarna som har utvecklat tekniken.