دانشمندان دانشگاه Wisconsin-Madison، حین آزمایش ژنها جهت درمان گلوکوم (آب سیاه) با کاهش فشار داخل چشمی، با چالش جدیدی روبرو شدند: وارد ساختن ژن به سلول‌هایی که مایع داخل چشم را تخلیه می‌کنند، با مشکل مواجه شد؛ در حالی که فعالیت ژنها در ژن‌درمانی تنها با ورود به سلول میسر می‌گردد.
گلوکوم یکی از شایع‌ترین بیماری‌های مرتبط با نابینایی است که در اثر فشار مازاد داخل چشمی ایجاد می‌شود. این افزایش فشار اغلب از انسداد در تخلیه‌ی مایع چشم ناشی می‌شود. به گفته‌ی Paul Kaufman، پروفسور افتالمولوژی و علوم بینایی دانشگاه Wisconsin-Madison، بیشتر موارد گلوگوم را می‌توان با درمان دارویی روزانه درمان کرد. جایگزینی ژنها به لحاظ نظری می‌تواند موجب بازیابی جریان طبیعی مایع به صورت مادام‌العمر شده و نیاز به تجویز قطره‌های چشمی را برطرف نماید. استفاده ازاین قطره‌ها برای بیمار ناراحت‌کننده بوده و ممکن است عوارض جانبی سیستمیک یا موضعی به همراه داشته باشد.
مقاله‌ی مرتبط: رونمایی از لنز تماسی جدید در راستای بهبود درمان گلوکوم
در مطالعه‌ای که ۱۶ ژانویه سال جاری در ژورنال علمی-تحقیقاتی افتالمولوژی و علوم بینایی منتشر گردید، Kaufman و Curtis Brandt، دانشیار افتالمولوژی همان دانشگاه، از تکنیک جدیدی جهت وارد ساختن ژنها به سلول‌های مربوطه تحت عنوان سلول‌های شبکه‌ی ترابکولار رونمایی کردند.
این دو همکار برای این منظور از ویروس نقص ایمنی فلین (FIV) به عنوان حامل ژنها استفاده کردند. FIV هم‌چون ویروس نقص ایمنی انسانی (HIV) می‌تواند ژنها را به DNA میزبان وارد کند. اگرچه دفاع ذاتی چشم علیه این ویروس در وارد کردن ژنها اختلال ایجاد کرد. اجزای ویروس مذکور شامل ژن‌هایی در داخل پوشش پروتئینی و سپس غشای لیپیدی است. به گفته‌ی Brandt، پس از ورود ویروس به داخل سلول و خروج از غشای لیپیدی، مولکول‌های دفاعی میزبان می‌توانند اجزای ویروس را به داخل وزیکول مواد دفعی سلول به نام پروتئازوم بکشانند؛ جایی که در نهایت این اجزا تجزیه خواهند شد. در واقع هدف از مطالعه‌ی اخیر این بود که آیا بلوک پروتئازوم می‌تواند از تخریب حامل ژن جلوگیری کند یا خیر. به همین منظور ویروس FIV با داشتن پروتئین نشانگر واقع در سلول‌های شبکه‌ی ترابکولار، در دو حالت همراهی و عدم همراهی با ماده‌ی شیمیایی بلوکه‌کننده‌ی پروتئازوم آزمایش شد.
در تلاش برای بهبود فرآیند انتقال ژنها جهت درمان گلوکوم، قسمت جلویی چشم درمان‌نشده در سمت چپ با چشم حاصل از ژن‌درمانی جدید در سمت راست مقایسه شده است. نشانگر سبز در تصویر میزان بیان ژن جدید در شبکه‌ی ترابکولار را نشان می‌دهد. چنانچه مشاهده می‌شود، نوار سبز در چشم سمت راست پهن‌تر و متراکم‌تر است. امتیاز تصویر: Curtis Brandt/Paul Kaufman از دانشگاه Wisconsin-Madison
مشاهده گردید پس از یک دوز آستانه، انتقال ژنها به داخل سلول‌های هدف دو برابر می‌گردد. علاوه بر این، در این شرایط ژن‌های جدید به طور یکنواخت بین سلول‌های بافت مذکور منتشر شدند. وارد شدن کپی‌های بیشتر ژن به داخل سلول‌ها اثر درمانی را چند برابر کرده، تخلیه‌ی مایع را افزایش داده و موجب کاهش فشار داخل چشم می‌شود. در واقع مطالعه‌ی حاضر بر ابزار انتقال ژن تمرکز دارد؛ نه خود ژنها. اما قبل از این نیز این دو دانشمند حداقل دو ژن دخیل در رفع انسداد مربوطه را شناسایی کرده‌اند.
در جدال طولانی که در زمینه‌ی جایگزینی ژنها برای درمان بیماری‌ها مطرح بوده است، چشم یکی از مؤفق‌ترین‌ها محسوب می‌شود. به عنوان مثال، نوعی بیماری نابینایی تحت عنوان آماروزیس مادرزادی لِبِر (LCA) را می‌توان نام برد که عملکرد سلول‌های دخیل در حفظ سلامت سلول‌های بینایی را مختل می‌کند. جایگزینی ژن‌های جهش‌یافته در این بیماری، حفظ و بهبود بینایی را در بیماران جوان به ارمغان داشته است. این ژن‌درمانی هم‌اکنون منتظر کسب مجور از سازمان غذا و دارو (FDA) می‌باشد.
ما برای ممانعت از خطرات تزریق ویروس، بسیاری از ژن‌های آن را خارج کردیم. بر این اساس، هیچ شانسی برای همانندسازی و انتشار آن از محل اولیه‌ی تزریق وجود نداشت.
اگرچه این تکنیک با دفاع ضدویروسی چشم تداخل داشته است، این اثر موقتی است. با یک بار مواجهه با دارو، سپس متابولیزه شده و مهار ذاتی از بین می‌رود. این مطالعه نشان داد استراتژی موردنظر در بافت کاشته‌شده‌ی چشم کارآمد است. با تلاش بیشتر در زمینه‌ی اثرگذاری و شناسایی ژن‌های مربوطه، احتمالاً این طرح به آزمایش بالینی راه خواهد یافت.
