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Jul 15, 2023

失明の治療法は藻類から得られるかもしれない

サラ・チャン 失明を治療できる藻類は、技術的には目が見えません。 クラミドモナス ラインハルティは、水中と土中に生息する単純な単細胞緑藻です。 丸い体をしていますが、2匹います。

サラ・チャン

失明を治療できる藻類は、技術的には目が見えません。 クラミドモナス ラインハルティは、水中と土中に生息する単純な単細胞緑藻です。 彼らは丸い体、2本の鞭のような尾、そして光合成のために太陽光を探すために使用する1つの原始的な目（実際には目ではなく、眼点ですらない）を持っています。

しかし、人間の目と同様に、その眼点は光に敏感なタンパク質を利用しています。 そのうちの 1 つはチャネルロドプシン 2 と呼ばれ、この藻類のタンパク質が人間の網膜に移植され、いつか視覚障害者の視力を回復する可能性があります。 そして、これは単なる遠い夢ではありません。先月、FDA はアナーバーに本拠を置く企業 RetroSense がまさにそれを行うための人体臨床試験を承認しました。

呼吸する。 はい、これはかなりクレイジーに聞こえますが、完全にブードゥー教のようなクレイジーなわけではありません。 チャネルロドプシン 2 は、神経科学界のロックスターです。 過去 10 年間、神経科学者はこのタンパク質を使用してニューロンを光に反応させてきました。 ニューロンは通常、頭蓋骨などの内部に閉じ込められているため、光に反応しませんが、タンパク質をニューロンに遺伝的にコード化しており、光遺伝学として知られる技術により、科学者は光を使って脳の回路を簡単に調べることができます。

チャネルロドプシン 2 が脳細胞で機能するのであれば、なぜ目の細胞でも機能しないのでしょうか? そこでレトロセンス社は、人類で初めて光遺伝学を利用することを計画しており、遺伝性の眼疾患である網膜色素変性症によって失明した患者15人を臨床試験に募集している。 「今年の秋には軌道に乗せたいと考えています」とCEOのショーン・エインズワース氏は言う。

RetroSense はウイルスを使用して、通常は光に敏感ではない網膜内層のニューロンにチャネルロドプシン 2 遺伝子のコピーを挿入します。 （桿体細胞と錐体細胞は通常の光感受性細胞です。）これは遺伝子治療であり、遺伝性の眼疾患を治療するための遺伝子治療は根本的に新しいアイデアではありません。 いくつかの臨床試験で、研究者らは患者の欠陥コピーを補う正常な遺伝子コピーを持つウイルスを注射して視力を回復させた。 ただし、違いはここにあります。RetroSense は、別の人間、別の哺乳類、さらには別の動物の遺伝子を挿入しているのではなく、藻類の遺伝子を挿入しています。 異種のことは忘れてください。これはクロスドメインです。

藻類から始まったわけではありません。 RetroSense は、ウェイン州立大学の視覚研究者で、目の杆体と錐体が衰えたときに視力を回復する方法を研究している Zhuo-Hua Pan 氏からテクノロジーのライセンス供与を受けています。 これは、網膜色素変性症や加齢黄斑変性症などの病気で起こることです。 明白な解決策は、人間の欠損をヒト遺伝子で解決することです。人間の桿体からの光感受性タンパク質を、病気の網膜の他の機能細胞にコード化します。 しかし、これらのタンパク質は扱いにくく、他のいくつかのタンパク質と連携して機能する必要があるため、科学者はいくつかの遺伝子を挿入する必要があります。 「それはほぼ不可能だと考えていました」とパン氏は言います。

2003 年、パン氏はクラミドモナス・ラインハルティのチャネルロドプシン 2 に関する論文を見つけました。 科学者たちはそれを哺乳動物の細胞に導入し始めました。そして必要なのは、1 つの遺伝子と 1 つのタンパク質だけでした。 「最初から完璧に機能しました」とパン氏は言います。 「それは基本的に、本当に、本当に幸運でした。」 光遺伝学に依存している何百もの神経科学研究室も同じことを言うかもしれない。

アンディ・グリーンバーグ

ゴフェン・ムプトゥブウェレ

ジュリアン・チョッカトゥ

マット・サイモン

チャネルロドプシン-2を網膜内部ニューロンに挿入すると、目の複雑さの多くが回避されます。 目の仕組みについてまず知っておく必要があるのは、それが意味をなさないということです。 まず、網膜は逆に配線されているように見えます。光は、網膜の裏側にある感光性の桿体と錐体に到達する前に、いくつかのニューロンの層を通過する必要があり、その後、網膜のすべての層のニューロンを介して電気信号を送り返さなければなりません。脳へ向かう途中。 (図では、網膜の後部が上部にあります。) 桿体と錐体も逆向きです。光ではなく暗闇で発火し、そのコードを反転するのはこれらのニューロンの働きの一部です。 もし人間の目が知的なデザイナーの作品だとしたら、彼は狂ったデザイナーです。