Мавп вилікували від дальтонізму за допомогою генної терапії

Самець саймірі під час тесту на кольоровий зірСамці білячої мавпи Saimiri sciureus від народження не здатні розрізняти червоний і зелений кольори, оскільки у них в сітківці ока є тільки два види опсинів (світлочутливих білків, що реагують на світло певної довжини хвилі). Для повноцінного кольорового зору треба мати як мінімум три різних опсини. Американським вченим вдалося вилікувати двох дорослих самців саймірі від вродженого дальтонізму за допомогою штучних вірусів, що містять ген людського довгохвильового опсина. Дослідження показало, що для придбання трихроматичного зору не треба перебудовувати нервову систему - досить лише додати в сітківку новий рецепторний білок.

Стаття американських дослідників, опублікована на сайті журналу Nature, показує, що навіть дорослих дальтоніків можна успішно "вилікувати" за допомогою штучних вірусів - принаймні якщо ці дальтоніки є самцями саймірі. Автори виготовили віруси, геном яких містить ген людського довгохвильового опсина - той же, що раніше вбудовували в геном мишей. Регуляторна ділянка гена була сконструйована так, щоб ген експресувався (лише в "середньохвильових" фоторецепторах (колбочках), але не в паличках і не в короткохвильових колбочках. Віруси ввели в очі двох самців саймірі - по 2,7 × 1013 вірусних часток в кожне око. Віруси успішно проникли в 15-30% середньохвильових колбочок і і почали виробляти людський опсин. За допомогою мультифокальної електроретинографії вдалося показати, що колбочки, які виробляють довгохвильовий опсин, дійсно стали набагато сильніше реагувати на довгохвильове (червоний) світло. Тепер залишалося тільки з'ясувати, чи здатний мозок мавп зрозуміти нову інформацію і використовувати її на власну користь.

Зорові стимулиОбох самців ще до ін'єкції навчили проходити стандартний тест на розрізнення кольорів. Мавпа повинна була знайти на сірому екрані кольорову пляму і натиснути розташовану під ним кнопку. Пляма могла знаходитися в одній з трьох позицій : в центрі, ліворуч або справа. Кнопок, відповідно, теж було три. Якщо кнопка була вибрана правильно, мавпа отримувала нагороду - невелику порцію фруктового соку.

Найнадійнішою ознакою дальтонізму, викликаного відсутністю довгохвильового або середньохвильового опсина, є нездатність розрізняти на сірому фоні плями блакитного кольору (490 нм), а також червоно-фіолетового. До ін'єкції обидві мавпи (як і контрольні самці) були абсолютно нездатні побачити такі плями.

У перші тижні після ін'єкції ніяких змін в сприйнятті кольору не відбувалося. Це і не дивно, адже штучному вірусу потрібний час, щоб прижитися в колбочках і налагодити стійку продукцію людського опсину. Перші ознаки того, що деякі колбочки піддослідних мавп почали активніше реагувати на червоний колір, сталі помітні на електроретинограмах через 16 тижнів після ін'єкції. А ще через чотири тижні сталося швидке і радикальне поліпшення сприйняття кольору у обох самців. Блакитні і червоно-фіолетові плями на сірому фоні, раніше для них невиразні, раптом стали добре видимі. Тепер обидва самці проходили усі тести "на дальтонізм" анітрохи не гірше, ніж контрольні гетерозиготні самиці, що мали три опсини від народження. Вони також стали добре бачити блакитні плями на червоно-фіолетовому фоні і навпаки, а це означає, що два "нових" кольори вони сприймають по-різному. Іншими словами, в їх сприйнятті кольору з'явився повноцінний новий вимір.

Ці результати можуть мати практичне значення, оскільки дальтонізм у людини в більшості випадків теж обумовлений недостатньою різноманітністю опсинів в сітківці. Тепер зрозуміло, що генетичну корекцію дальтонізму можна проводити не лише в ранньому дитинстві, але і в зрілому віці. Теоретичне значення роботи полягає в тому, що вона (спільно з генно-інженерними експериментами на мишах) переконливо показала, що розширення сенсорного репертуару в ході еволюції тварин іноді може відбуватися без всякої перебудови нервової системи - виключно за рахунок появи нових білків-рецепторів.

Джерело  - Nature