Blinde patiënten zien weer dankzij algen-eiwit in het oog

Onderzoekers van het Institute of Molecular and Clinical Ophthalmology in Basel hebben een opvallend resultaat geboekt met een experimentele behandeling tegen blindheid. In de studie, genaamd PIONEER, kregen tien volledig blinde patiënten tussen de 40 en 73 jaar een injectie met gentherapie in hun slechtst ziende oog. De therapie plaatst een lichtgevoelig eiwit uit algen, ChrimsonR, in cellen van het netvlies die normaal geen licht waarnemen. Gecombineerd met een speciale bril die licht naar het oog projecteert, bleek bij zes van de tien deelnemers de lichtgevoeligheid flink te verbeteren, in één geval zelfs 62 keer zo sterk als vooraf. Van de acht patiënten die verdere tests deden, kon ongeveer de helft voorwerpen voelen aanraken, een doosje oppakken of de richting van een streepjespatroon aangeven.

De onderliggende techniek heet optogenetica en komt oorspronkelijk uit de neurowetenschap. Zo'n twintig jaar geleden ontdekte onderzoeker Karl Deisseroth dat algen een eiwit maken dat celactiviteit verandert zodra er licht op schijnt. Door dit eiwit genetisch in te bouwen in zenuwcellen, kunnen wetenschappers die cellen aan- en uitzetten met licht, alsof het een dimmer is. De techniek werd dit jaar bekroond met de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde en wordt vooral gebruikt om hersencircuits in kaart te brengen. Dat dezelfde truc nu ook gedeeltelijk zicht teruggeeft aan blinde mensen, is een belangrijke stap naar echte medische toepassing.

Waarom het netvlies omzeilen werkt

Retinitis pigmentosa is een erfelijke oogziekte waarbij de lichtgevoelige cellen in het netvlies, de kegeltjes en staafjes, langzaam afsterven. Er zijn meer dan honderd genetische varianten van de ziekte bekend, waardoor het repareren van één specifiek gen voor de meeste patiënten geen oplossing biedt. De onderzoekers kozen daarom voor een andere aanpak: ze lieten de kapotte lichtcellen links liggen en richtten zich op de zogeheten ganglioncellen. Die cellen geven normaal gesproken signalen van het netvlies door aan de hersenen, maar zijn zelf niet lichtgevoelig. Omdat ze bij deze ziekte vaak wel intact blijven, konden ze met het algen-eiwit worden omgebouwd tot vervangende lichtsensoren.

Om die nieuwe sensoren te laten werken, ontwikkelde het team een bril die lijkt op de Apple Vision Pro. De bril scant duizenden keren per seconde de omgeving en stuurt pulsen amberkleurig licht naar precies de pixels waar iets verandert. Zo wordt het beeld van buiten vertaald naar signalen die de aangepaste ganglioncellen kunnen oppikken. Hersenscans lieten zien dat de hersenen van deelnemers zich aanpasten aan deze kunstmatige lichtsensoren: met open ogen waren hun visuele hersensignalen duidelijk anders dan met gesloten ogen, een teken dat ze de nieuwe input daadwerkelijk verwerkten als zicht.

Nog ver van scherp zien

De behandeling blijft beperkt. Patiënten zien wazige, vervormde vormen in een smal gezichtsveld en kunnen geen gezichten of tekst herkennen. Dat komt doordat de gentherapie maar een deel van de ganglioncellen bereikt. Toch namen de verbeteringen bij patiënten die reageerden op de behandeling de afgelopen vijf jaar geleidelijk toe. Eén deelnemer, wiens verhaal in 2021 al in het nieuws kwam, kan inmiddels voorwerpen tellen en herkent zebrapadstrepen. De veiligheid viel mee: de meeste patiënten hadden tijdelijk een hogere oogdruk en lichte ontsteking, en één ernstiger bijwerking werd snel verholpen met oogdruppels. Onderzoekers werken nu aan gevoeligere versies van het algen-eiwit en slimmere brillen, onder meer met oogvolgsystemen, om scherper zicht mogelijk te maken.