הגֵן שמשחזר
את הראייה

במחקר חדש הוחדר לתאים של עכברים עיוורים גֵן לחלבון שרגיש לאור ירוק, באמצעות נגיף. בעקבות החדרת החלבון, הצליחו העכברים להבחין בין דפוסים באייפד ברמת הפרדה (רזולוציה) שמספיקה גם לקריאה אצל בני אדם. לפי הערכת החוקרים, ייתכן שהשיטה החדשה תהיה מוכנה לניסויים בבני אדם בעוד שלוש שנים, ותאפשר להחזיר לעיוורים את מאור עיניהם מבלי שיצטרכו לעבור השתלה של עין אלקטרונית.

רטיניטיס פיגמנטוזה (retinitis pigmentosa) היא הצורה השכיחה ביותר של עיוורון תורשתי. היא נובעת מפגמים בכמה עשרות גֵנים, שפוגעים בקולטני האור שברשתית – הקנים (rods), שרגישים לאור עמום ומאפשרים ראייה בחשכה, והמדוכים (cones), שנחוצים לראיית צבע ביום. בעיניהם של חולי רטיניטיס פיגמנטוזה, שני סוגי הקולטנים מתנוונים עם הזמן, וכתוצאה מכך נגרם עיוורון עד גיל 40.

המגבלות של הפתרונות הקיימים

כיום, הפתרון היחיד לאנשים שסובלים מניוון של הרשתית הוא השתלת עין אלקטרונית, המעבירה מידע למצלמת וידאו, שמחוברת לזוג משקפיים. זהו פתרון פולשני ויקר, שמייצר תמונה בהפרדה של כמה מאות פיקסלים – בעוד שראייה חדה דורשת הפרדה בסדר גודל של מיליוני פיקסלים.

כעת, חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי, בהובלת פרופ' אהוד איסקוף (Isacoff), מצאו שהחדרת גֵן לחלבון רגיש לאור משחזרת את הראייה בעכברים בעלי פגם גנטי שגורם לעיוורון. "המטרה היא שנוכל להזריק לעיניו של אדם עיוור נגיף מהונדס גנטית שנושא את הגֶן לחלבון הרצוי, ובתוך כמה חודשים הוא יוכל לראות," אומר איסקוף בהודעה לעיתונות של אוניברסיטת ברקלי. "עד כה, הפתרונות למחלות של ניוון רשתית התרכזו בדרך כלל בעצירת ההידרדרות או בהאטה שלה. פתרון שמשחזר את הראייה בתוך כמה חודשים הוא דבר מדהים".

להפוך את התאים לרגישים לאור

למרות הניוון הרשתי שמתרחש בעיוורון תורשתי, יש ברשתית העין של החולים שכבות תאים שנשארים תקינים לגמרי גם עשרות שנים לאחר שהחולים התעוורו. אלה תאים שמקשרים בין קולטני האור למוח (כגון תאים דו-קוטביים ותאי גנגליון), ואינם רגישים לאור ללא קשר לפגם בראייה. החוקרים מברקלי ניצלו עובדה זו: בניסוי שערכו בעכברים העיוורים, הצליחו החוקרים להעניק רגישות לאור ל-90 אחוזים מתאי הגנגליון בעיניהם של העכברים.

לשם כך הינדסו החוקרים נגיף שאינו יכול לחולל מחלות, שמכוּוָן ספציפית לתאי הגנגליון ונושא גֵן לחלבון אוֹפסין. חלבון זה נמצא באופן טבעי בתאי מדוכים שרגישים לאור באורך גל בינוני (ירוק). החוקרים בחרו דווקא בחלבון זה בגלל רגישותו הגבוהה גם לאור עמום. לנגיף המהונדס הוסיפו החוקרים רצף DNA שפעיל באופן ספציפי בתאי הגנגליון, ומאפשר את ייצור החלבון רק בתאים אלה, שלא התנוונו. תאי הגנגליון הפכו רגישים לאור, וכך העבירו למוח אותות שהתפרשו כראייה.

עכבר שהחלבון הוחדר לתאי הגנגליון שלו מזהה צורות כמו עכבר רגיל | צילום: אהוד איסקוף וג'ון פלאנרי, אוניברסיטת ברקלי 

רואים את האור

כדי לגלות אם הטיפול שעברו אכן גורם לעכברים להבחין באור, כלומר, אם הם רואים, בדקו החוקרים את התנהגותם. הם הניחו את העכברים בקופסה שיש בה חלק חשוך וחלק מואר. עכברים מעדיפים חושך על פני אור; לכן עכברים בעלי ראייה תקינה מעדיפים להימצא בחלק החשוך של הקופסה, ואילו לעכברים עיוורים אין העדפה והם נמצאים במידה שווה בכל חלקי הקופסה. החוקרים מצאו כי עכברים עיוורים שביטאו את הגן לאוֹפְּסין בילו זמן רב יותר בחלק החשוך, בדיוק כמו עכברים נורמליים לחלוטין. מכאן שהרגישות של תאי הגנגליון לאור אפשרה לעכברים להבחין באור.

במבחן אחר, שבו נדרשו העכברים לצפות מראש הלם חשמלי לפי דפוסי אור שמקדימים אותו – אור יציב או מהבהב – העכברים שהוזרק להם אופסין קפאו למראה האור, כיוון שלמדו לקשר בין האור להלם החשמלי ומכאן שהם יכלו להבחין באור; ואילו עכברים עיוורים שלא טופלו נכשלו בכך. כמו כן, עכברים שביטאו אופסין הצליחו להבחין בין שני קווים מקבילים אנכיים לשני קווים מקבילים אופקיים שהוצגו להם על מחשב לוח (טאבלט). מכאן, שאופסין יכול לגרום לעכברים עיוורים לא רק להבחין באור, אלא גם לזהות דפוסים שונים של הארה ודפוסים מרחביים שונים של גירויים ראייתיים.

מעכברים לבני אדם

לדבריו של ג'ון פלאנרי (Flannery), פרופסור לביולוגיה מולקולרית באוניברסיטת ברקלי, "דרוש ציוד מיוחד כדי להבחין בין ההתנהגות של העכברים שמטופלים באופסינים לבין התנהגות של עכברים רגילים לחלוטין שאינם עיוורים. עדיין, נצטרך לראות אם התוצאות הללו מיתרגמות לשיפור גם בבני אדם". החוקרים אמנם הצליחו להחדיר אופסינים למרבית תאי הגנגליון בעכבר, אך מספר הגנגליונים בעיני אדם גדול אלפי מונים ממספרם בעיני עכבר. כדי לטפל בבני אדם, יהיה צורך להזריק להם מספר רב בהרבה של חלקיקי נגיף. צוות המחקר בברקלי פיתח אמצעים להגביר את היעילות של החדרת הגן באמצעות הנגיף, והחוקרים מקווים להגיע לשיעור דומה של תאי גנגליון באדם שיכילו את האופסינים, וכך להגיע להפרדה (מספר פיקסלים) דומה לזו של מצלמה דיגיטלית טובה.

איסקוף ופלאנרי מגייסים כעת מימון לניסוי קליני בבני אדם, והתקווה היא שבתוך שלוש שנים הם יצליחו להתחיל בניסוי כזה.