211service.com
Małpy z daltonizmem uzyskują pełne widzenie kolorów
Małpy wiewiórki, które są naturalnie daltonistami od czerwono-zielonych kolorów, mogą osiągnąć ludzkie widzenie kolorów po wstrzyknięciu genu ludzkiego fotoreceptora. Badania przeprowadzone na dorosłych zwierzętach sugerują, że układ wzrokowy jest znacznie bardziej elastyczny niż wcześniej sądzono – małpy szybko nauczyły się wykorzystywać nowe informacje sensoryczne. Naukowcy mają nadzieję, że wyniki te będą również prawdziwe w przypadku ludzi cierpiących na ślepotę barw i inne zaburzenia widzenia, poszerzając zakres chorób oślepiających, które można leczyć terapią genową.
Schemat kolorów: Aby ocenić widzenie kolorów u małp po terapii genowej, naukowcy dostosowali wersję testu powszechnie używanego do badań przesiewowych osób z daltonizmem. Jeśli małpa poprawnie zidentyfikuje czerwoną plamkę na szarym tle, dotykając jej na ekranie, otrzyma nagrodę w postaci soku.
Główną obserwacją jest to, że zwierzę może wykorzystać ten dodatkowy wkład w tak krótkim czasie i podejmować z nim decyzje, mówi Jeremy Nathans , neurolog z Johns Hopkins University w Baltimore, który nie był zaangażowany w badanie. To niesamowicie fajne.
To niesamowity krok naprzód, jeśli chodzi o naszą zdolność do modyfikowania siatkówki za pomocą inżynierii genetycznej, mówi David Williams , dyrektor Center for Visual Science na University of Rochester w Nowym Jorku, który nie był zaangażowany w badanie.
Normalne widzenie małp wiewiórczych jest prawie identyczne jak ślepota na czerwono-zielone kolory u ludzi, co czyni małpy doskonałym obiektem do badania tego zaburzenia. Większość ludzi ma trzy rodzaje kolorowych fotoreceptorów – czerwony, zielony i niebieski – które pozwalają im zobaczyć pełne spektrum kolorów. Osoby ze ślepotą na czerwono-zielone barwy, zaburzeniem genetycznym, które dotyka około 5 procent mężczyzn i znacznie mniejszy odsetek kobiet, nie mają wrażliwego na światło białka dla czerwonej lub zielonej długości fali światła. Ponieważ mają tylko dwa kolorowe fotoreceptory, ich widzenie kolorów jest ograniczone – na przykład nie potrafią odróżnić czerwonego X na zielonym tle.
W nowym badaniu, opublikowanym dzisiaj w Natura , naukowcy z University of Washington w Seattle wstrzyknęli gen ludzkiej wersji czerwonego fotopigmentu bezpośrednio do oczu dwojga zwierząt, w pobliżu siatkówki. Gen, który znajduje się w nieszkodliwym wirusie często używanym w terapii genowej, został tak skonstruowany, że staje się aktywny tylko w podzbiorze zielonych fotoreceptorów. Zaczyna wytwarzać białko czerwonego pigmentu około dziewięciu do 20 tygodni po wstrzyknięciu, przekształcając tę komórkę w komórkę, która reaguje na czerwony kolor.
Naukowcy przeprowadzili badania przesiewowe małp przed i po leczeniu, stosując test bardzo podobny do tego, który służył do oceny ślepoty barw u ludzi. Kolorowe kształty były osadzone w tle innego koloru, a małpy dotykały ekranu, na którym widziały kształt. Naukowcy odkryli, że widzenie kolorów zwierząt zmieniło się dramatycznie po leczeniu. Widzenie kolorów jest bardzo dobre; wystarczy odrobina czerwonego odcienia, aby odróżnić dwa odcienie, mówi Jay Neitz , jeden z autorów badania. [Wyleczone] zwierzęta nie są tak dobre jak inne [typy] małp z normalnym widzeniem kolorów, ale są blisko.
Oba zwierzęta opisane w badaniu zachowały również swoją nową trójkolorową zdolność sensoryczną przez ponad dwa lata. I żadne z nich nie wykazało szkodliwych skutków ubocznych, takich jak reakcja immunologiczna na obce białko. Naukowcy od tego czasu leczyli cztery dodatkowe zwierzęta, bez żadnych oznak powikłań. Wyniki są dość przekonujące, mówi Gerald Jacobson, neurolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara, który nie brał udziału w badaniu. Istnieje potencjał, aby zrobić to samo dla ludzi.
Trwają już badania nad terapią genową w kierunku cięższego zaburzenia widzenia, zwanego wrodzoną ślepotą Lebera, w której nieprawidłowe białko w fotoreceptorach chorego poważnie upośledza ich wrażliwość na światło. To, czy te badania powinny zostać przekształcone w leczenie daltonizmu u ludzi, może być kontrowersyjne. Myślę, że byłoby to kiepskie wykorzystanie technologii medycznej, kiedy jest tyle poważniejszych problemów, mówi Nathans. Zmienność widzenia kolorów to jeden z rodzajów wariacji, które czynią życie ciekawszym. Można to uznać za wadę, ale osoby ze daltonizmem są również lepsze w niektórych rzeczach, takich jak przebijanie się przez kamuflaż. Mogą też mieć nieco lepszą ostrość, mówi.
Kolor życia: Obraz po lewej stronie jest cyfrowo zmieniany, aby symulować, jak scena będzie wyglądać dla osoby (lub małpy) ze ślepotą na czerwono-zielone barwy.
Jednak zarówno Nietz, jak i Jacobson twierdzą, że często odbierają telefony od osób daltonistych, poszukujących lekarstwa, i mają nadzieję, że badania mogą być w końcu wykorzystane u ludzi.
Wydaje się to trywialną wadą dla tych z nas, którzy nie są daltonistami, ale zamyka wiele dróg, mówi Jacobson. Osoby, które są daltonistami nie mogą zostać na przykład pilotami komercyjnymi, policjantami czy strażakami. Ludzie mówią mi codziennie, jak czują, że tracą, ponieważ nie mają normalnego widzenia kolorów, mówi Neitz. Oczywiście nie chcesz ryzykować innych aspektów widzenia, ale myślę, że może to dojść do punktu, w którym można to zrobić stosunkowo bez ryzyka.
Odkrycia kwestionują istniejące poglądy na temat układu wzrokowego, który uważano za zakorzeniony na wczesnym etapie rozwoju. Przemawia za tym na przykład fakt, że koty pozbawione widzenia w jednym oku we wczesnym okresie życia nigdy nie uzyskują normalnego korzystania z tego oka. Ludzie badali plastyczność wizualną i rozwój wykorzystując deprywację na wiele różnych sposobów, mówi Neitz. Ale nikt nie był w stanie go zbadać, dodając coś, czego tam nie było.
Ta elastyczność jest również ważna w zastosowaniach klinicznych technologii. Fakt, że dorosłe małpy mogą wykorzystywać swoje nowe informacje sensoryczne, sugeruje, że korekcyjne terapie genowe dla ślepoty barw nie muszą być stosowane na wczesnym etapie rozwoju, jak niektórzy się obawiali. Jednak nie jest jeszcze jasne, czy widzenie kolorów będzie unikalnym przykładem plastyczności w systemie wzrokowym dorosłych, czy jednym z wielu.
Naukowcy mają nadzieję, że odkrycia okażą się przydatne w przypadku innych chorób siatkówki. Zidentyfikowano już setki mutacji, które są powiązane z defektami fotoreceptorów i innych komórek siatkówki, co prowadzi do chorób, takich jak barwnikowe zwyrodnienie siatkówki, choroba zwyrodnieniowa, która może prowadzić do ślepoty. Jednak w przeciwieństwie do ślepoty barw, w której układ wzrokowy jest nienaruszony, z wyjątkiem brakującego fotopigmentu, wiele z tych chorób powoduje uszkodzenie komórek fotoreceptorów. Myślę, że trudno jest przewidzieć, w jaki sposób przeniesie się to na poważniejsze zaburzenia oślepienia, które obejmują poważniejsze zwyrodnienie siatkówki, mówi Nathans.
Badania wskazują również na możliwość dodania nowej funkcjonalności do systemu wizualnego, co może być szczególnie interesujące dla wojska. Możesz być w stanie zabrać ludzi z normalnym wzrokiem i dać im pigment na podczerwień, mówi Williams. Jestem pewien, że wielu żołnierzy chciałoby mieć swoją kamerę na podczerwień wbudowaną bezpośrednio w siatkówkę.