سلول های چشم ممکن است برای اولین بار در افراد جوان شده باشند
یک درمان تجربی به سلول های پیری در چشم می پردازد که می تواند منجر به از دست دادن بینایی شود.
سه نفر یک درمان نوآورانه را دریافت کرده اند که برای جوان سازی سلول های بینایی طراحی شده است. در ارائه ای در نشست سالانه آکادمی چشم پزشکی آمریکا، محققان Life Biosciences گزارش دادند که درمان بی خطر به نظر می رسد و دو نفر از دریافت کنندگان علائم اولیه بهبود بینایی را نشان می دهند.
این مطالعه یکی از اولین مطالعاتی است که توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده با استفاده از یک استراتژی جدید برنامه‌ریزی مجدد سلول‌ها برای بازگرداندن عملکرد طبیعی آنها - اساساً جوانسازی آنها - تأیید شده است. دانشمندان از نسخه اصلاح شده یک استراتژی برنامه ریزی مجدد استفاده کردند که در سال 2012 جایزه نوبل را برای برگرداندن سلول های بالغ و بالغ به حالت جنینی مانندی که از آن می توانند به هر یک از سلول های بدن تبدیل شوند - از جمله نسخه های سالم جدید از سلول های بیمار یا قدیمی تر، دریافت کردند. در آن کار، دانشمند ژاپنی، شینیا یاماناکا، از چهار ژن برای تحریک زمان سلولی استفاده کرد.
در کارآزمایی فاز 1 فعلی، که در حال انجام است، دانشمندان از سه عامل از چهار عامل برای انجام برنامه‌ریزی مجدد اصلاح شده سلول‌های گانگلیونی شبکیه بیمار در چشم در افراد مبتلا به گلوکوم استفاده کردند - نه اینکه سلول‌ها را تا آخر به حالت جنینی خود بازگرداند، بلکه به نقطه‌ای قبل از اینکه عملکرد صحیح آنها متوقف شود. سلول های گانگلیونی شبکیه بازوهای بلندی دارند که آنها را از شبکیه چشم به عصب بینایی متصل می کند که سیگنال های بینایی را به مغز منتقل می کند. در برخی از افراد، با گذشت زمان، مایع چشم به درستی تخلیه نمی شود و به سلول های گانگلیونی شبکیه فشار وارد می کند که از بین می روند.اتصالات ظریف آنها به عصب بینایی باعث از دست دادن بینایی می شود. در حالی که سلول ها لزوماً نمی میرند، به طور چشمگیری کمتر قادر به انجام وظیفه خود در انتقال سیگنال های بصری حیاتی می شوند.
برای تلاش برای بازگرداندن عملکرد آنها، در این آزمایش، دانشمندان پروتئین های طراحی شده ویژه یا فاکتورهای رونویسی را تزریق کردند که سه ژن را به داخل زجاجیه کد می کند: حفره مایع ژل مانند در پشت چشم در نزدیکی شبکیه. این یک مکان مفید برای آزمایش چنین درمانی است، زیرا از دفاع ایمنی بدن محافظت می شود که می تواند به پروتئین های تازه ساخته شده حمله کند. سپس پروتئین ها کار خود را برای برنامه ریزی مجدد سلول های آسیب دیده و پیر انجام دادند تا دوباره فعال شوند.
این درمان تجربی بر اساس کار آزمایشگاه دیوید سینکلر، استاد ژنتیک در دانشکده پزشکی هاروارد و یکی از بنیانگذاران Life Biosciences است. این آزمایشی است برای نظریه او مبنی بر اینکه سلول‌های پیر توانایی خود را برای درست کار کردن از دست می‌دهند، زیرا دستورالعمل‌های گیج‌کننده زیادی برای روشن یا خاموش کردن ژن‌ها جمع‌آوری می‌کنند. سینکلر معتقد است که بازگرداندن اطلاعات اپی ژنتیکی مناسب و حذف «صدای» اپی ژنتیک با برنامه‌ریزی مجدد سلول‌ها به حالت جوان‌تر و عملکردی‌تر می‌تواند بیماری‌های مرتبط با افزایش سن، مانند گلوکوم را برطرف کند.
سینکلر می‌گوید: «ما از نظر علمی سن اپی ژنتیک را معکوس می‌کنیم تا عملکرد جوانی را بازیابی کنیم.
شارون می‌گوید: «ما آن را بازسازی می‌دانیمروزنزوایگ-لیپسون، مدیر ارشد علمی Life Biosciences، که داده های جدید را در کنفرانس ارائه کرد. ما در حال بازگرداندن کد به حالتی هستیم که در زمانی که [سلول‌ها] سالم و کاربردی بودند، بود.»
برنامه ریزی مجدد کامل با چهار عامل یاماناکا با خطر رشد خارج از کنترل سلول ها و تشکیل تراتوم، نوعی تومور است که می تواند بافت های نیمه یا کاملاً توسعه یافته مانند دندان، ماهیچه و استخوان را جوانه بزند. هدف سینکلر این بود که از این فرآیند برنامه‌ریزی مجدد برای کمک به سلول‌ها برای بازیابی کتابچه راهنمای آموزشی مناسب خود استفاده کند و همراه با دانشجوی فارغ‌التحصیلش یوانچنگ لو، مطالعاتی را که فقط شامل سه ژن می‌شد، آغاز کرد و یکی را که بیشترین ارتباط را با سرطان دارد حذف کرد. هیچ تضمینی وجود نداشت که استفاده از سه عامل باعث برنامه ریزی مجدد شود، زیرا تمام مطالعات قبلی از هر چهار مورد استفاده می کردند. و به مدت سه سال، لو یاد گرفت که چرا - در حین کار با موش‌هایی که از دست دادن بینایی مرتبط با افزایش سن مانند گلوکوم داشتند، برای برنامه‌ریزی مجدد سلول‌های گانگلیونی شبکیه تنها با سه عامل تلاش کرد. آزمایش پشت سر هم شکست خورد. لو که ناامید شده بود به دنبال سینکلر رفت و امیدوار بود به پروژه دیگری برود. لو می گوید: «او گفت که معکوس کردن پیری احتمالاً سخت ترین سؤال بیولوژیکی در جهان است، و اگر آسان بود، قبلاً انجام می شد. اما حداقل یک عنصر به نفع لو کار می کرد. او می‌گوید: «حذف عامل چهارم به سه عامل دیگر این امکان را داد که به اندازه کافی کوچک باشند تا در ابزار ویروسی که ما برای تحویل آنها به [حیوانات] استفاده می‌کردیم، قرار بگیرند. "اگرسه ژن کمی بزرگتر بودند، پس ما نتوانستیم آنها را در ناقل ویروسی قرار دهیم.
در سال 2018، لو سرانجام موفق شد و تصاویری از اولین موش مبتلا به گلوکوم را به سینکلر ارسال کرد که اتصالات ظریف بین سلول های گانگلیونی شبکیه و عصب بینایی از بین رفته را بازسازی کرده بود. وقتی لو از سینکلر پرسید که چه می بیند، سینکلر پاسخ داد: "آینده".
لو و سینکلر یافته های خود را در سال 2020 منتشر کردند و این روش درمانی بسیار نزدیک به درمانی است که Life Biosciences در آزمایش خود روی افراد از آن استفاده کرد. دو روز قبل از شروع کارآزمایی در ژوئن، روزنزوایگ-لیپسون به لو این مژده داد که آزمایشی که او به مدت سه سال روی آن کار کرده بود برای آزمایش در اولین افراد مبتلا به گلوکوم آماده است. لو می گوید: «من در آزمایشگاه بودم و نمی توانستم آن را باور کنم. من می دانم که این بیماران رنج می برند. خانواده خود من آلل خطر دژنراسیون ماکولا را دارند و من حامل این آلل خطر هستم. پس برای من خیلی معنی دارد. عمه بزرگم وقتی از خیابان رد شد به دلیل اینکه خوب نمی دید فوت کرد، بنابراین احساس می کنم تقدیر این است که به این مردم کمک کند.»
Rosenzweig-Lipson می گوید در حالی که هدف اصلی این مطالعه نشان دادن بی خطر بودن این درمان است، دو نفر از سه شرکت کننده علائم اولیه بهبود بینایی را نیز نشان دادند. هر سه قبل از دریافت درمان، آزمایشی را انجام دادند تا میدان بینایی خود را با توجه به اینکه چه زمانی می‌توانستند چراغ‌های دارای موقعیت استراتژیک را ببینند که وقتی مستقیم به جلو نگاه می‌کردند، در بالا، پایین، یا به چپ یا راست چشمک می‌زند، انجام دادند. هشت هفته پس از دریافت فاکتورهای برنامه ریزی مجدد، دواز شرکت کنندگان در زمینه های بصری خود پیشرفت هایی داشتند. روزنزویگ-لیپسون می‌گوید: «در مکان‌هایی که آنها به خوبی نمی‌دیدند یا نورها را شناسایی نمی‌کردند، اکنون شاهد شواهد بهتری هستیم که می‌توانند.»
او می گوید که نتایج به اندازه کافی دلگرم کننده هستند تا آزمایش دوز بالاتر - سه برابر دوز اولیه - را آغاز کنیم تا مشخص شود آیا درمان ایمن باقی می ماند یا خیر، و در نهایت، چه دوزی می تواند بزرگترین بهبود بینایی را برای بیماران به همراه داشته باشد.
نتایج همچنین می‌تواند پایه‌ای برای شامل کردن افراد مبتلا به بیماری چشمی دیگر، NAION باشد، که بیشتر در افراد بالای 50 سال رخ می‌دهد و شبیه به سکته در چشم است. زمانی که سلول‌های گانگلیونی شبکیه به دلایل ناشناخته از کار می‌افتند، NAION باعث کاهش دید ناگهانی می‌شود. اگر فاکتورهای برنامه ریزی مجدد بتوانند عملکرد برخی از این سلول ها را بازیابی کنند، محققان امیدوارند که افراد بتوانند بخشی از بینایی خود را بازیابند و در صورت عدم درمان از کوری ناشی از آن جلوگیری کنند.
تا کنون، محققان هیچ اثر نامطلوبی از درمان مشاهده نکرده‌اند: آنها می‌گویند فقط عوارض جانبی مربوط به تزریق، و نه خود برنامه‌ریزی مجدد. با این حال، برای ایمن بودن، این سه عامل فقط در حضور آنتی بیوتیک داکسی سایکلین، که به عنوان کلید خاموش و روشن برای درمان عمل می کند، فعال می شوند. پس از تزریق این سه فاکتور، شرکت کنندگان داکسی سایکلین را به مدت هشت هفته مصرف کردند که از فعال بودن فاکتورها و تولید پروتئین های مورد نیاز برای برنامه ریزی مجدد سلول های گانگلیونی شبکیه اطمینان حاصل کرد. یک بار آنهامصرف آنتی بیوتیک را متوقف کرد، پروتئین ها دیگر ساخته نشدند. اگر مطالعات بیشتر نشان دهد که برنامه ریزی مجدد بیشتری برای بهبود بینایی مورد نیاز است، آنها می توانند دوباره مصرف آنتی بیوتیک را برای برنامه ریزی مجدد سلول های پیر یا آسیب دیده شروع کنند.
این نتایج اولیه به مطالعات بیشتری در مورد استفاده از روش مشابه برای جوان سازی سلول های دیگر کمک می کند. آزمایشگاه سینکلر یافته های امیدوارکننده ای را در مورد سلول های مغز، زانو، پشت و کبد در حیوانات گزارش کرده است.
اگر این رویکرد همچنان ایمن و سودمند باشد، بیماری‌های چشمی می‌تواند تنها آغاز جوانسازی سلول‌های مختلف باشد. Rosenzweig-Lipson می‌گوید: «ما در حال حاضر طیف گسترده‌ای از پشتیبانی [داده‌های حیوانی] را داریم که نشان می‌دهد این فقط یک پدیده یک عضوی نیست، بلکه چیزی است که فراتر از اندام‌ها است و به طور بالقوه فرصت‌هایی برای طیف گسترده‌ای از بیماری‌های مرتبط با سن دارد».