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Jul 15, 2023

Uma cura para a cegueira pode vir de algas

Sarah Zhang A alga que poderia curar a cegueira nem se vê, tecnicamente. Chlamydomonas reinhardtii são algas verdes simples e unicelulares que vivem na água e na terra. Eles têm um corpo redondo, dois

Sarah Zhang

A alga que poderia curar a cegueira nem sequer vê, tecnicamente. Chlamydomonas reinhardtii são algas verdes simples e unicelulares que vivem na água e na terra. Eles têm um corpo redondo, duas caudas em forma de chicote e um único olho primitivo – nem mesmo um olho, na verdade, uma mancha ocular – que usam para buscar a luz solar para a fotossíntese.

Porém, assim como os olhos humanos, essa mancha ocular utiliza proteínas sensíveis à luz. Um deles chama-se canalrodopsina-2, e é esta proteína de algas, transplantada para a retina humana, que poderá um dia restaurar a visão dos cegos. E isso não é apenas um sonho distante: no mês passado, o FDA aprovou testes clínicos em humanos para a empresa RetroSense, sediada em Ann Arbor, fazer exatamente isso.

Respire. Sim, isso parece muito maluco – mas não totalmente maluco. A Channelrodopsina-2, você vê, é uma estrela do rock no mundo da neurociência. Durante a última década, os neurocientistas têm utilizado esta proteína para fazer os neurónios reagirem à luz. Os neurônios normalmente não respondem à luz – visto que estão presos dentro do crânio e tudo mais – mas codificam geneticamente a proteína em neurônios, e os cientistas podem facilmente sondar os circuitos cerebrais com luz, uma técnica conhecida como optogenética.

Se a canalrodopsina-2 funciona nas células cerebrais, por que não nas células oculares? E assim a RetroSense está planejando usar a optogenética em humanos pela primeira vez, recrutando 15 pacientes cegos pela doença genética ocular retinite pigmentosa para seu ensaio clínico. “Queremos que isso decole este ano, no outono”, disse o CEO Sean Ainsworth.

RetroSense usará um vírus para inserir cópias do gene canalrodopsina-2 em neurônios da retina interna, que normalmente não são sensíveis à luz. (Bastonetes e cones são as células sensíveis à luz habituais.) Isto é terapia genética, e a terapia genética para curar doenças oculares genéticas não é uma ideia radicalmente nova. Em vários ensaios clínicos, os investigadores injectaram vírus que transportam uma cópia normal de um gene para compensar a cópia defeituosa de um paciente para restaurar a visão. Aqui reside a diferença: o RetroSense não está inserindo um gene de outro ser humano, outro mamífero ou mesmo de outro animal, mas de uma alga. Esqueça espécies cruzadas – isso é domínio cruzado.

Não começou com algas. A RetroSense está licenciando sua tecnologia de Zhuo-Hua Pan, um pesquisador de visão da Wayne State University que estuda como restaurar a visão quando os bastonetes e cones do olho morrem. É o que acontece em doenças como a retinite pigmentosa ou a degeneração macular relacionada à idade. A solução óbvia corrige as deficiências humanas com genes humanos: codificar as proteínas sensíveis à luz dos bastonetes humanos nas outras células funcionais da retina doente. Mas essas proteínas são complicadas e têm de trabalhar em conjunto com várias outras proteínas – o que significa que os cientistas precisam de inserir vários genes. “Achávamos que isso seria quase impossível de fazer”, diz Pan.

Em 2003, Pan encontrou um artigo sobre a canalrodopsina-2 de Chlamydomonas reinhardtii. Os cientistas começaram a colocá-lo em células de mamíferos – e tudo o que precisavam era de um gene e uma proteína. “Funcionou perfeitamente, mesmo no início”, diz Pan. “Isso basicamente foi muita, muita sorte.” As centenas de laboratórios de neurociências que dependem da optogenética podem dizer o mesmo.

Andy Greenberg

Ngofeen Mputubwele

Julian Chokkatu

Matt Simão

Colocar a canalrodopsina-2 nos neurônios internos da retina contorna grande parte da complexidade do olho. A primeira coisa que você precisa saber sobre como o olho funciona é que isso não faz sentido. Por um lado, parece estar conectado ao contrário: a luz tem que passar por várias camadas de neurônios antes de atingir os bastonetes e cones sensíveis à luz na parte posterior da retina, que então tem que enviar sinais elétricos de volta através de todas essas camadas de neurônios. a caminho do cérebro. (No diagrama, a parte posterior da retina está no topo.) Os bastonetes e cones também estão invertidos – eles disparam na escuridão, não na luz, e inverter esse código faz parte do trabalho desses neurônios. Se o olho humano fosse obra de um designer inteligente, ele era um louco.