در شبکیه چشم انسان، مخروط ها سلول های گیرنده نوری هستند که مسئول دید رنگی، دید در نور روز و درک جزئیات کوچک هستند. به عنوان دانشمندان بینایی در بخش درمان های تجربی شبکیه در دانشکده دامپزشکی دانشگاه پنسیلوانیا، Gustavo D. Aguirre و William A. Beltran برای چندین دهه برای شناسایی اساس بیماری های ارثی شبکیه کار کرده اند. آنها قبلا نشان داده بودند که می توانند عملکرد مخروط از دست رفته را با معرفی مجدد یک کپی از ژن طبیعی به سلول های گیرنده نوری بازیابی کنند.
هم انسان ها و هم سگ ها تحت تاثیر بیماری شبکیه هستند و یک مطالعه جدید بینایی در نور روز با استفاده از یک مدل سگ بینش مهمی را در ارزیابی “این که آیا این جایگزین های سلولی – وقتی مخروط ها را در شبکیه این سگ ها قرار می دهیم – یک رویکرد موفقیت آمیز برای بهبودی ارائه می دهد. بلتران، پروفسور چشم پزشکی کورین آر و هنری باور، می گوید.
او و گوستاوو آگویر با محققانی از جمله عصبشناس شناختی جفری سی آگویر، استاد عصبشناسی در دانشکده پزشکی پرلمن، همکاری کردند و دانش سیستم شبکیه و اندازهگیریهای مغز را ترکیب کردند. در سگهای مبتلا به سه نوع مختلف بیماری شبکیه طبیعی و در سگهایی با دید طبیعی، محققان از تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) برای ارزیابی پاسخهای مغز به نورهایی که فقط سلولهای مخروطی را تحریک میکنند، استفاده کردند.
محققان دریافتند که fMRI می تواند پاسخ مغز به دید در روز را برای اطلاعات سیاه و سفید و همچنین اطلاعات رنگی تشخیص دهد و می تواند ناحیه ای از قشر بینایی را شناسایی کند که به تحریک ناحیه ای در شبکیه چشم سگ پاسخ می دهد. سرشار از مخروط و شبیه فووآ انسان. آنها همچنین دریافتند که می توانند از fMRI برای اندازه گیری درجه نسبی از دست دادن نور روز استفاده کنند. با استفاده از این روش در حیوانات مبتلا به بیماری شبکیه چشم ناشی از جهش در ژنی به نام NPHP5، آنها نشان دادند که درمان افزایش ژن، پاسخ قشر مغز به تحریک سیاه و سفید را بازیابی می کند. این امر این بیماری را به یک بیماری امیدوارکننده تبدیل میکند که در آن میتوان جایگزین سلولهای گیرنده نوری را به عنوان یک درمان در آینده بررسی کرد.
یافته های آنها در منتشر شد علم و فناوری چشم انداز ترجمه. سایر نویسندگان همکار عبارتند از Hussain O. Taskin، یک دانشمند تحقیقاتی سابق در Penn در آزمایشگاه GKAguirre و دانشجوی فعلی در دانشگاه تورنتو، و Jacqueline Vivel، یک تکنسین دامپزشکی.
«مدلهای سگ برای مطالعه بیماریهای شبکیه مفید هستند، زیرا انواع مختلفی از بیماریهای ژنتیکی طبیعی دارند. تاسکین، نویسنده اول، میگوید: «هدف نهایی این است که ابتدا نشان دهیم که این بیماریها در سگها قبل از انتقال به انسان قابل درمان هستند. گوستاوو آگوئره می گوید: “امید این است که رویکردهای درمانی موفق در انسان در دسترس دامپزشکان قرار گیرد تا بتوانند برای دوست چهارپای انسان مفید باشند.”
جفری آگویر میگوید: «هدف این مطالعه این بود که در نسخههای مختلف این بیماریهای شبکیه، ببینیم چه مقدار اطلاعات در مورد دید نور روز به سیستم بینایی این سگها میرسد.» او میگوید این دانش بهویژه مفید است، زیرا برای دانستن اینکه آیا درمان بیماری شبکیه موثر بوده است، مستلزم دانستن میزان عملکرد بینایی قبل از درمان است.
بلتران میگوید این مقاله نشان میدهد که ژن درمانی میتواند عملکرد مخروط را بازیابی کند، زیرا به مدل حیوانی بدون عملکرد مخروط نگاه کرد و بهبود را نشان داد. او توضیح می دهد که در بیماری ناشی از جهش NPHP5، مخروط ها وجود دارند اما کار نمی کنند. حیوانات مبتلا به این بیماری در طول روز نابینا به دنیا میآیند اما در ابتدا کمی دید در شب دارند، اگرچه میلهها – گیرندههای نوری که امکان دید در شب را فراهم میکنند – طی چند ماه میمیرند و سگها را در عرض یک سال کاملاً نابینا میکنند.
تحقیقات قبلی پاسخها به محرکها را با استفاده از الکترورتینوگرافی و تستهای رفتار بصری اندازهگیری کردهاند، که بلتران میگوید ممکن است به هفتهها، اگر نه ماهها، آموزش سگها نیاز داشته باشد. جفری آگویر می گوید استفاده از fMRI در این مطالعه مهم است زیرا سریعتر و آسانتر از اندازه گیری رفتار است و غیر تهاجمی است. تاسکین همچنین خاطرنشان می کند که نه تست های رفتاری بینایی و نه الکترورتینوگرافی اطمینانی در مورد آنچه در قشر بینایی اتفاق می افتد ارائه نمی دهند.
یک مطالعه قبلی نشان داد که ژن درمانی شبکیه برای نوعی اختلال کور کننده به نام آموروز مادرزادی Leber با بازیابی پاسخ های fMRI از قشر بینایی سگ مرتبط است، اما ماهیت این مطالعه به این معنی است که هر دو پاسخ میله ای و مخروطی می توانند به فعالیت قشر مغز کمک کنند. مطالعه جدید دانش بیماری شبکیه را با تحریک خاص مخروط ها گسترش می دهد.
Hussein O. Taskin محقق سابق دپارتمان نورولوژی در دانشکده پزشکی پرلمن و دانشجوی فعلی دکترای پزشکی در دانشگاه تورنتو است.
ژاکلین ویول یک تکنسین دامپزشکی دارای گواهی هیئت مدیره در دانشکده دامپزشکی دانشگاه پنسیلوانیا است.
گوستاوو دی. آگویر استاد ژنتیک پزشکی و چشم پزشکی در بخش علوم بالینی و پزشکی پیشرفته پن ویت است.
ویلیام ا.
جفری سی آگویر پروفسور نورولوژی، دانشیار مرکز علوم اعصاب و جامعه پن، و دانشیار مدیر نورولوژی در بخش نورولوژی در پزشکی پن است.
این مطالعه توسط مؤسسه ملی چشم (اهداف R24-EY029890، RO1-EY006855، RO1-EY017549، و P30-EY001583)، مبارزه با نابینایی Canada Vision 20/20، The Foundation Fighting Blindness، و تحقیقات پیشگیری از بینایی کم حمایت شده است. پژوهش نابینایی / بنیاد بین المللی باشگاه شیرها 25.