Учёные частично вернули зрение слепым людям с помощью генной терапии и специальных очков

Слепые пациенты смогли снова обнаруживать предметы и определять их расположение благодаря экспериментальному лечению, которое сочетает генную терапию со специальными электронными очками. В небольшом клиническом исследовании с участием 10 человек некоторые добровольцы не только научились лучше различать окружающие объекты, но и смогли протягивать к ним руку.

Все участники страдали тяжёлой потерей зрения на обоих глазах из-за пигментного ретинита — группы наследственных заболеваний, при которых постепенно разрушаются светочувствительные клетки сетчатки. Обычно одним из первых симптомов становится ухудшение ночного зрения. Затем сужается периферическое зрение, а со временем человек может полностью ослепнуть.

Заболевание способно проявиться как в детстве, так и во взрослом возрасте, причём скорость ухудшения зрения у разных пациентов значительно различается. Иногда оно возникает даже у людей, в семьях которых раньше не было известных случаев подобного нарушения.

Разработку лечения осложняет генетическое разнообразие болезни. Пигментный ретинит могут вызывать изменения более чем в 100 генах, поэтому создание отдельной терапии для каждой причины представляет серьёзную проблему.

Исследователи решили использовать другой подход — оптогенетическую терапию. Её задача заключается в том, чтобы заставить сохранившиеся нервные клетки сетчатки реагировать на свет, даже если естественные фоторецепторы уже повреждены.

Исследование провели специалисты под руководством офтальмолога Жозе-Алена Саэля из Питтсбургского университета и исследователя зрения Ботонда Рошки из Института молекулярной и клинической офтальмологии в Базеле. Результаты опубликованы в The New England Journal of Medicine.

Каждому участнику сделали одну инъекцию в глаз, который видел хуже. С помощью модифицированного вируса в ганглиозные клетки сетчатки доставили генетические инструкции для производства светочувствительного белка ChrimsonR. В норме эти нервные клетки передают зрительную информацию от сетчатки к мозгу.

После такой процедуры клетки получают способность реагировать на свет определённой длины волны. Однако для полноценной работы технологии необходим ещё один компонент — специальные очки с камерой и проектором.

Камера фиксирует изменения яркости окружающих объектов, а процессор преобразует полученную информацию в световые сигналы янтарного цвета. Затем миниатюрный проектор направляет их на сетчатку, активируя введённый светочувствительный белок.

По словам разработчиков, генная терапия фактически снабжает утратившую зрение сетчатку новым световым датчиком, а очки обеспечивают его необходимой стимуляцией. Устройство также автоматически приспосабливается к внешнему освещению и изменяет сигнал, чтобы воздействие на сетчатку оставалось оптимальным.

После инъекции участники проходили обучение работе с очками. Во время проверок зрения второй, не подвергавшийся лечению глаз закрывали, чтобы оценить возможности именно обработанной сетчатки.

Главной целью исследования была проверка безопасности технологии, однако учёные также изучали светочувствительность и способность пациентов обнаруживать предметы.

Сначала специалисты определили минимальную яркость света, которую каждый участник мог заметить через очки до и после лечения. У семи человек чувствительность повысилась — примерно от двух до 62 раз.

У шести участников улучшение достигло приблизительно четырёхкратного уровня или превысило его. Исследователи сочли такой результат клинически значимым, хотя соответствующий порог был заимствован из более ранних работ и не был заранее закреплён в протоколе испытания.

Затем восемь пациентов прошли серию практических проверок. Им предлагали обнаружить лежащие перед ними блокнот или небольшую коробку скоб, определить их положение и прикоснуться к ним. В другом задании необходимо было различить ориентацию полоски.

Испытания проводили как со специальными очками, так и без них.

У четырёх участников способность обнаруживать блокнот при использовании устройства устойчиво улучшалась на протяжении повторных проверок, продолжавшихся примерно от года до полутора лет. У остальных стабильного улучшения в этих заданиях не наблюдалось.

При этом критерии, по которым пациентов относили к успешно ответившим на лечение, заранее не установили.

Почему результаты оказались настолько разными, исследователи пока точно не знают. По их предположению, эффективность может зависеть от того, насколько хорошо вирусный переносчик доставляет генетический материал в клетки сетчатки, сколько жизнеспособных клеток сохранилось у пациента и насколько успешно он освоил использование очков.

Учёные также заметили, что лучшие результаты были связаны с большим количеством тренировок. Однако статистическая неопределённость оказалась достаточно высокой, поэтому исключить отсутствие такой связи пока нельзя.

Дополнительные данные получили благодаря регистрации активности мозга у пяти специально отобранных участников. Результаты согласовывались с предположением, что зрительные сигналы действительно достигали мозга. Четверо из этих пациентов уже продемонстрировали положительные результаты в поведенческих испытаниях.

Впрочем, для некоторых показателей доверительные интервалы включали нулевое значение, что ограничивает определённость выводов.

Отдельное внимание исследователи уделили безопасности нового лечения. За время наблюдения у девяти участников зарегистрировали 34 нежелательных явления, связанных с глазами. Большинство из них были лёгкими или умеренными.

У семи пациентов развилось внутриглазное воспаление, которое удалось устранить лечением без долговременных последствий.

Ещё у одного участника сразу после инъекции возникло серьёзное осложнение — временная закупорка центральной артерии сетчатки. После введения лекарства кровоток восстановился в течение нескольких минут.

Кроме того, исследователи зафиксировали 70 нежелательных явлений, затрагивавших организм в целом. Шесть из них были тяжёлыми. Главный исследователь под контролем независимого совета по мониторингу данных и безопасности заключил, что ни одно из этих событий не было связано с генной терапией или инъекцией. Три лёгких системных нежелательных явления связали с использованием очков.

Авторы считают предварительные показатели безопасности благоприятными, но подчёркивают, что оценка основана всего на десяти пациентах.

Наблюдение за участниками продолжалось несколько лет. Четверо прошли полный пятилетний период контроля, ещё несколько находились под наблюдением от двух до четырёх с половиной лет. Два человека прекратили участие раньше.

Новая публикация расширяет результаты исследования 2021 года, в котором описывался один пациент. Его данные также включили в нынешнюю группу.

Несмотря на обнадёживающие результаты, у технологии остаются существенные ограничения. Пока речь идёт лишь о восстановлении отдельных зрительных возможностей — обнаружении объектов, определении их положения и взаимодействии с ними. Пациенты не получили способности полноценно видеть окружающий мир.

По словам разработчиков, важнейшими нерешёнными задачами остаются распознавание человеческих лиц и чтение. Кроме того, исследователи хотели бы повысить чувствительность светочувствительного белка, чтобы улучшить качество получаемых зрительных сигналов.

Существуют и ограничения самого исследования. Испытание финансировала компания GenSight Biologics, которая также участвовала в его разработке и управлении данными. Участников не распределяли случайным образом по группам, а контрольной группы вообще не было. Поэтому для более надёжной оценки эффективности и рисков потребуются дополнительные исследования.

Тем не менее полученные результаты показывают, что даже при тяжёлом повреждении естественных фоторецепторов можно попытаться вернуть сетчатке способность передавать зрительную информацию. Пока этого оказалось достаточно лишь для ограниченного восприятия предметов, но учёные продолжают работать над преодолением существующих ограничений.