Recuperación parcial de la función visual en un paciente ciego tras una terapia optogenética

Tras 40 años de ceguera, un hombre de 58 años puede volver a ver imágenes y objetos en movimiento1, gracias a una inyección en la retina de proteínas sensibles a la luz.

El primer ensayo clínico con éxito de una técnica llamada optogenética ha permitido a una persona ver por primera vez en décadas, con la ayuda de unas gafas que mejoran la imagen.

La optogenética puede permitir el restablecimiento de la función neuronal en enfermedades neurológicas, independientemente de las mutaciones y en función del circuito. La retinosis pigmentaria es una enfermedad ocular neurodegenerativa en la que la pérdida de fotorreceptores puede conducir a la ceguera total. En un paciente ciego, combinamos la inyección intraocular de un vector viral adeno-asociado que codifica ChrimsonR con la estimulación lumínica mediante gafas tecnológicas. Las gafas detectan cambios locales en la intensidad de la luz y proyectan los correspondientes pulsos luminosos sobre la retina en tiempo real para activar las células ganglionares de la retina transducidas optogenéticamente.

El paciente percibió, localizó, contó y tocó diferentes objetos utilizando sólo el ojo tratado con el vector mientras llevaba las gafas. Durante la percepción visual, los registros electroencefalográficos multicanal revelaron una actividad relacionada con los objetos por encima de la corteza visual. El paciente no pudo detectar visualmente ningún objeto antes de la inyección con o sin las gafas ni después de la inyección sin las gafas. Este es el primer caso notificado de recuperación funcional parcial en una enfermedad neurodegenerativa tras una terapia optogenética.

El estudio, publicado el 24 de mayo en Nature Medicine, es la primera aplicación clínica con éxito de una técnica denominada optogenética, que utiliza destellos de luz para controlar la expresión de genes y la activación de neuronas. La técnica se utiliza ampliamente en los laboratorios para sondear los circuitos neuronales y se está investigando como posible tratamiento del dolor, la ceguera y los trastornos cerebrales.

El ensayo clínico, dirigido por la empresa GenSight Biologics, con sede en París, incluye a personas con retinosis pigmentaria (RP): una enfermedad degenerativa que acaba con las células fotorreceptoras del ojo, que son el primer paso de la vía visual. En una retina sana, los fotorreceptores detectan la luz y envían señales eléctricas a las células ganglionares de la retina (CGR), que luego transmiten la señal al cerebro. La terapia optogenética de GenSight se salta por completo las células fotorreceptoras dañadas al utilizar un virus para introducir proteínas bacterianas sensibles a la luz en las células ganglionares de la retina (CGR), lo que les permite detectar imágenes directamente.

Los investigadores inyectaron el virus en el ojo de un hombre con RP y luego esperaron cuatro meses para que las células ganglionares de la retina (CGR) empezaran a producir las proteínas antes de comprobar su visión. El oftalmólogo José-Alain Sahel, del Centro Médico de la Universidad de Pittsburgh (Pensilvania), que dirigió el estudio, dice que uno de los retos era regular la cantidad y el tipo de luz que entraba en el ojo, ya que una retina sana utiliza una variedad de células y proteínas sensibles a la luz para ver una amplia gama de luz. “Ninguna proteína puede replicar lo que el sistema puede hacer”, afirma. Así que los investigadores diseñaron una serie de gafas que captan las imágenes que rodean al hombre y las optimizan para su detección por parte de las proteínas bacterianas.

Mediante una cámara, las gafas analizan los cambios de contraste y brillo y los convierten en tiempo real en lo que Sahel describe como un “cielo estrellado” de puntos de color ámbar. Cuando la luz de estos puntos entra en el ojo de una persona, activa las proteínas y hace que las células ganglionares de la retina (CGR) envíen una señal al cerebro, que entonces convierte estos patrones en una imagen.

El hombre que participó en el ensayo tuvo que entrenar con las gafas durante varios meses antes de que su cerebro se ajustara para interpretar los puntos correctamente. “Era como un investigador, un científico que intentaba entender lo que veía y darle sentido”, dice Sahel. Finalmente, fue capaz de distinguir imágenes de alto contraste, como objetos sobre una mesa y las rayas blancas de un paso de peatones. Cuando los investigadores registraron su actividad cerebral, comprobaron que su córtex visual reaccionaba a la imagen del mismo modo que lo haría si tuviera una visión normal.

El hombre sigue sin poder ver sin las gafas, pero Sahel dice que las lleva varias horas al día y que su visión ha seguido mejorando en los dos años transcurridos desde que se le inyectó. Otras seis personas fueron inyectadas con las mismas proteínas sensibles a la luz el año pasado, pero la epidemia de COVID-19 retrasó su entrenamiento con las gafas. Sahel dice que espera tener sus resultados dentro de un año aproximadamente.

Seguro y permanente

“Es un gran paso para el sector”, afirma John Flannery, neurobiólogo de la Universidad de California en Berkeley. “Lo más importante es que parece ser seguro y permanente, lo cual es realmente alentador”.

Dado que la retina contiene unas 100 veces más fotorreceptores que células ganglionares de la retina (CGR), la resolución de las imágenes detectadas por las CGR nunca será tan buena como la de la visión natural. Pero Flannery afirma que es emocionante que el cerebro pueda interpretar las imágenes con precisión.

Otros dicen que es necesario investigar más. “Es interesante, pero es un ensayo N de 1”, dice Sheila Nirenberg, neurocientífica del Weill Cornell Medical College de Nueva York. Añade que está deseando ver si las demás personas del ensayo, incluidas algunas a las que se les inyectaron dosis más altas de la proteína, obtienen resultados similares.

GenSight es una de las empresas que están desarrollando la optogenética como tratamiento de la RP y otros trastornos de la retina. En marzo, la empresa de Nirenberg, Bionic Sight, anunció que cuatro de las cinco personas con RP a las que trató con una terapia optogenética similar y unos auriculares de realidad virtual habían recuperado cierto nivel de visión, aunque los resultados completos del ensayo aún no se han publicado. Y el gigante farmacéutico suizo Novartis está desarrollando una terapia basada en una proteína diferente que es tan sensible a la luz que podría no necesitar gafas. Esta terapia aún no ha entrado en los ensayos clínicos.

El neurocientífico Karl Deisseroth, de la Universidad de Stanford (California), que codesarrolló la optogenética como técnica de laboratorio, afirma que el estudio es importante porque es la primera vez que se demuestran sus efectos en personas.

“Será interesante probarlo con más opsinas sensibles a la luz” que no requieran gafas, dice. Pero espera que la optogenética sea más útil como herramienta de investigación que conduce a terapias que como terapia en sí misma. “Lo que esperamos ver aún más son estudios humanos y clínicos guiados por la optogenética”, afirma.

Referencias

1. Sahel, J-A et al. Nature Med. https://www.nature.com/articles/s41591-021-01351-4 (2021). Google Scholar

Imagen: Una tarea de detección visual del estudio. Se pide al hombre que determine la presencia o ausencia de una taza negra en el escritorio blanco. Créditos: J.-A. Sahel et al./Nat. Med.

Recuperación parcial de la función visual en un paciente ciego tras una terapia optogenética

Traducción: Asociación Mácula Retina.

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