بمدت چندین سال است که اپتوژنتیک درمانی امیدوارکننده برای نابینایی پیش رونده محسوب می‌شود؛ برای مثال زمانیکه شرایطی منجر به تحلیل رفتن شبکیه می‌شود. بمنظور ارتقای بیشتر این رویکرد درمانی، ماریون ماتر و دکتر توماس مونش، رهبر این پروژه، یک مدل کامپیوتری ایجاد کرده‌اند که بینایی اپتوژنتیک را شبیه سازی می‌کند. دکتر مونش، در مرکز علوم اعصاب یکپارچه (CIN) و مرکز برنشتاین برای علوم اعصاب محاسبه‌ای (BCCN) مشغول به کار است. این مطالعه در نشریه‌ی PLOS ONE منتشر شده‌است.
رتینیتیس پیگمنتوزا (Retinitis pigmentosa)، نوعی از تحلیل رفتن شبکیه است که فوتورسپتورها (گیرنده‌های نوری) در چشم، از بین می‌روند. بمنظور مقابله با از دست دادن پیشرونده‌ی دریافت نور، پروتئینهای حساس به نور با عنوان Channelrhodopsin توسط یک فرآیند اپتوژنتیک در شبکیه، بیان می‌شوند. هر سلول حاوی Channelrhodopsin، می‌تواند با در معرض نور قرار گرفتن، فعال شود. پس از درمان اپتوژنتیکی، سلولهای مجاور می‌توانند عملکرد گیرنده نوری را برعهده گیرند. این فرآیند در بازگرداندن بینایی به موشها موفق بوده‌است. بنابراین، در چندین سال اخیر، این بنیاد، توجه خود را برای استفاده از اپتوژنتیک در درمان بینایی متمرکز ساخته است.
با این حال، این روش محدودیتهایی دارد. بینایی انسان بطور طبیعی، با تضاد شدید سطوح نور در محیط، سر و کار دارد. ما قادر هستیم در بازه‌ای از نور اندک ستارگان تا نور درخشان خورشید را ببینیم. در مقابل، بینایی اپتوژنتیکی توسط Channelrhodopsin، تنها قادر خواهد بود تا در نور بسیار زیاد فعالیت کند؛ حداقل با انواع مختلف Channelrhodopsin که اخیرا ایجاد شده‌اند.
از نقطه نظر ایجاد کاربرد در انسانها، امیدها و تلاشها همگی بمنظور بهبود ویژگی‌های Channelrhodopsin است. محققان بمنظور دست یابی به این پیشرفتها، مدل کامپیوتری ساخته‌اند. این مدل، این امکان را فراهم می‌آورد تا به ارزیابی نحوه‌ی عملکرد Channelrhodopsinهای مختلف بمنظور بازیابی حس بینایی بپردازیم. ماریون ماتر شرح می‌دهد: “زمانیکه یکی از این مولکولها توسط نور فعال می‌شود، مابین وضعیتهای تعریف شده‌ای گردش می‌کند که نهایتا پاسخ چشم درمان شده را تعیین می‌کند. نتایج ما نشان می‌دهد بینایی اپتوژنتیک، از نظر ویژگی‌های بسیاری که نادیده گرفته شده‌اند، سودمند است.
چه تاثیری از جانب این پیشرفتها در حس بینایی ایجاد خواهد شد؟ توماس مونش می‌گوید: “طبق محاسبات ما، این ممکن خواهد بود تا ئر شرایط ۱۰۰ برابر کم نورتر از حالت ممکن، قادر به دیدن باشیم.” مطابق محاسبات وی، این مورد، بیماران درمان شده توسط اپتوژنتیک را قادر خواهد ساخت تا نه تنها در شرایط طبیعی نور روز ببینند، بلکه در شرایط نور اتاق نیز قادر به دیدن باشند. مونش اذعان دارد: “در این سطوح نور، ما به محدودیتهایی بیوفیزیکی می‌رسیم که توسط مولکولهای Channelrhodopsinهای کلاسیک ممکن است. با این حال، در مطالعه ما، قادر هستیم تا دلیل وجود این محدودیتها را نشان دهیم؛ همچنین مسیری برای پیشرفتهای جدید در آینده، فراهم کنیم.”
مقاله مرتبط: بازسازی نورونها توسط نور!
