Έγκριση FDA για γονιδιακή θεραπεία κληρονομούμενων παθήσεων του αμφιβληστροειδή

Μια σειρά κληρονομούμενων παθήσεων του αμφιβληστροειδή, που μέχρι σήμερα δεν είχαν καμία θεραπεία και οδηγούσαν προοδευτικά σε χαμηλή όραση και τύφλωση, χάρη στη χρήση ενός παράγοντα γονιδιακής θεραπείας, το Luxturna (που μόλις έλαβε έγκριση από το FDA), μπορούν τώρα να σταματήσουν να εξελίσσονται ή και να αναστραφούν.  Ο συγκεκριμένος παράγοντας σηματοδοτεί την πρώτη έγκριση γονιδιακής θεραπείας για μια κληρονομούμενη νόσο.

Το Luxturna (voretigene neparvovec-rzyl) αναπτύχθηκε από την Spark Therapeutics, χρησιμοποιεί έναν ιικό φορέα AAV2 για να αντικαταστήσει μεταλλαγμένα αντίγραφα του γονιδίου RPE65. Τα ελαττώματα που παρουσιάζονται στο γονίδιο RPE65 οδηγούν σε διάφορους τύπους αυτοσωματικών υπολειπόμενων δυστροφιών του αμφιβληστροειδή, συμπεριλαμβανομένων των υποτύπων της μελαχρωστικής αμφιβληστροειδοπάθειας και της συγγενούς αμαύρωσης Leber.

Η παραπάνω επίσημη δήλωση αναμένεται από τις αρχές του καλοκαιριού, όταν δημοσιεύθηκαν αποτελέσματα από μια εξαιρετικά επιτυχημένη δοκιμασία φάσης 3 στο The Lancet. Τα δεδομένα έδειξαν ότι μια εφάπαξ υποδερμική έγχυση του Luxturna προκάλεσε σημαντικές βελτιώσεις στην ικανότητα αντίληψης φωτός τόσο σε παιδιά όσο και ενήλικες ασθενείς με μεταλλάξεις RPE65. Οι βελτιώσεις παροσυίαζαν σταθερότητα μέχρι και 3 χρόνια.

Είναι σημαντικό, επομένως, ασθενείς που έχουν κληρονομική αμφιβληστροειδική νόσο, αλλά δεν έχουν επιβεβαιωμένη γενετική διάγνωση, να υποβληθούν σε γενετικές εξετάσεις για να προσδιορίσουν, εάν είναι απαραίτητο, εάν οι μεταλλάξεις στο γονίδιο RPE65 είναι υπεύθυνες για τη νόσο τους. Βέβαια, θα πρέπει να σημειωθεί ότι η υπάρχουσα εξέλιξη ΔΕΝ καλύπτει το εύρος όλων των κληρονομούμεων παθησεων του αμφιβληστροειδή, όπως αυτές που παρουσιάζουν κυρίως έκπτωση της κεντρικής περιοχής του αμφιβληστροειδή και προσβάλλουν τα κωνία (π.χ. Stargardt, δυστροφίες κωνίων κλπ) ενώ δεν αφορά ασθενείς που ακόμα έχουν έστω και σημαντικά μειωμένη όραση.

Πρόσφατα στο περιοδικό Οφθαλμολογικά Χρονικά δημοσιεύτηκε μια ανασκόπηση από την ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου Κρήτης, που αναφέρεται σε ορισμένες από τις σχετικά συχνές κληρονομούμενες δυστροφίες του αμφιβληστροειδή, καθώς επίσης και σε τύπους δυστροφιών που εμφανίζουν ιδιαίτερα χαρακτηριστικά στον Ελλαδικό χώρο. 

Ο ρόλος της περιφερικής διαθλαστικής διόρθωσης στην εξέλιξη της μυωπίας

Τα τελευταία 15 χρόνια κλινικές μελέτες σε ανθρώπους έχουν δείξει ότι οι περιβαλλοντικοί παράγοντες (π.χ. κοντινή εργασία, χρόνος σε δραστηριότητες εκτός σπιτιού) επηρεάζουν περισσότερο οφθαλμούς με συγκεκριμένη κατανομή του διαθλαστικού σφάλματος στην περιφέρεια του αμφιβληστροειδή, όπως είχε παλιότερα παρατηρήσει και ο Millodot. Διαπιστώθηκε ότι οι μυωπικοί οφθαλμοί παρουσιάζουν στην περιφέρεια του αμφιβληστροειδή μία ροπή προς σχετική υπερμετρωπία εν συγκρίσει με την αξονική διάθλαση, γεγονός που δεν παρατηρείται στους εμμετρωπικούς ή τους υπερμετρωπικούς οφθαλμούς (βλ. παρακάτω εικόνα). Αυτό αποδείχθηκε αρχικά σε ενήλικες (Millodot, 1981) και αργότερα και σε παιδιά (Mutti et al., 2000). Πιο συγκεκριμένα, στα μυωπικά παιδιά, κατεγράφη σχετική περιφερική υπερμετρωπία της τάξης των +0.80 ± 1.29 D σε σχέση με την αξονική διάθλαση (στον κεντρικό τμήμα του αμφιβληστροειδή).

(ΑΡΙΣΤΕΡΑ) Σχετικό σφαιρικό διαθλαστικό σφάλμα (περιφερική μείον αξονική διάθλαση) συναρτήσει της αμφιβληστροειδικής εκκεντρότητας, στις 3 ομάδες ενηλίκων με διαφορετική αξονική διάθλαση (μυωπία, εμμετρωπία, υπερμετρωπία). Διακρίνεται η παρουσία σχετικής περιφερικής υπερμετρωπίας εν συγκρίσει με την κεντρική διάθλαση στην ομάδα με μυωπία. (ΔΕΞΙΑ) Σχετικό σφαιρικό διαθλαστικό σφάλμα σε εκκεντρότητα 30 μοιρών στον κροταφικό αμφιβληστροειδή (ρινικό οπτικό πεδίο) σε ένα δείγμα 820 παιδιών ηλικίας μεταξύ 5 και 15 ετών.

Ως αποτέλεσμα της παραπάνω διαθλαστικής «ανομοιομορφίας», αναμένουμε οι συμβατικοί τρόποι διόρθωσης της μυωπίας που χρησιμοποιούνται σήμερα (γυαλιά ή φακοί επαφής) να ελαχιστοποιούν το αξονικό μυωπικό σφάλμα του οφθαλμού, καταλήγοντας όμως σε «υπερδιόρθωση» στην περιφέρεια του αμφιβληστροειδή. Αυτή η ανομοιογένεια είναι πιθανόν να διαταράξει τη διαδικασία της εμμετρωποίησης, ιδιαίτερα όταν τα παιδιά στερούνται δραστηριοτήτων σε εξωτερικούς χώρους. 

Για να επιτευχθεί επομένως ο έλεγχος της μυωπίας, προϋπόθεση φαίνεται να αποτελεί η διόρθωση της περιφέρειας του αμφιβληστροειδή, η οποία παρουσιάζει λιγότερη μυωπία σε σχέση με το κεντρικό του τμήμα, ώστε να καταλήξει εμμετρωπική ή ελαφρώς μυωπική. Η παρακάτω εικόνα παρουσιάζει τις διαφορές που προκύπτουν στη διαθλαστική διόρθωση της περιφέρειας του αμφιβληστροειδή σε σχέση με το κεντρικό του τμήμα (αξονική διόρθωση) με διαφορετικούς τρόπους διόρθωσης. Αν και τα τελευταία χρόνια έχουν προταθεί διάφορες τεχνικές και σχεδιασμοί φακών για την αντιμετώπιση της μυωπίας, είναι εμφανές ότι μόνο η ορθοκερατολογία επιτυγχάνει το παραπάνω, υποδιορθώνοντας την περιφέρεια του αμφιβληστροειδή σε σχέση με την αξονική διόρθωση.

Η διαφορά μεταξύ περιφερικής (Ν, ρινικά; Τ, κροταφικά) και αξονικής (C) διαθλαστικής διόρθωσης (σε D) του αμφιβληστροειδή με διαφορετικούς τρόπους διόρθωσης: γυαλιά (Specs), συμβατικούς μονοεστιακούς μαλακούς ΦΕ (SVSCL), πολυεστιακούς ΦΕ (MFSCL“D”) μονοεστιακούς ημίσκληρους ΦΕ (SVRGP) και ορθοκερατολογικούς ΦΕ (Ortho-k). Η κόκκινη γραμμή αντιστοιχεί στο μέσο σχετικό διαθλαστικό σφάλμα ενός μυωπικού οφθαλμού (με την περιφέρεια να παρουσιάζει λιγότερη μυωπία από το κεντρικό του τμήμα).

Περισσότερες πληροφορίες στην πρόσφατη δημοσίευση στο τελευταίο τεύχος της "Σύγχρονης Οπτικής":

Πλαΐνης Σ (2017) H σημασία της ορθοκερατολογίας στην εξέλιξη της μυωπίας. Σύγχρονη Οπτική. Τεύχος 10, 54-59

Φωτοακουστική απεικόνιση των οπτικών χαρακτηριστικών φακών επαφής

Η καθημερινή χρήση Φακών Επαφής (ΦΕ) από εκατομμύρια χρήστες απαιτεί την κατασκευή ενός τεράστιου αριθμού ΦΕ ετησίως. Επομένως, είναι αναγκαίο να υπάρχουν τεχνικές ποσοτικής αλλά και ποιοτικής αξιολόγησής τους. Για την σωστή και ολοκληρωμένη εκτίμηση των ΦΕ σε βιομηχανική κλίμακα, πρέπει να ληφθούν υπ’όψη ορισμένες παράμετροι, όπως οι οπτικές/γεωμετρικές ιδιότητες (καμπυλότητες, ισχύς, ασφαιρικότητα), η ελαστικότητα και ευκαμψία που σχετίζεται με την εφαρμογή του ΦΕ στην επιφάνεια του κερατοειδή, τα υλικά κατασκευής (δείκτης διάθλασης), η διαπερατότητα στο οξυγόνο κτλ. Η τεχνική αξιολόγησης πέρα από ακρίβεια, ορθότητα και επαναληψιμότητα είναι σημαντικό να διαθέτει ευκολία και ταχύτητα εφαρμογής, καθώς και σχετικά μικρό κόστος.

Στα πλαίσια μιας πρόσφατης μεταπτυχιακής εργασίας της Μαργαρίτας Τσαγκαράκης (στο ΜΠΣ "Oπτική και Οραση", Ιατρική Σχολή, Πανεπιστήμιο Κρήτης), που εκπονήθηκε στο ΙΤΕ με την επίβλεψη των συνεργατών μας φυσικών Γιώργο Τσερεβελάκη και Γιάννη Ζαχαράκη, αναπτύχθηκε για πρώτη φορά μια νέα μεθοδολογία για τον χαρακτηρισμό των γεωμετρικών και οπτικών ιδιοτήτων ΦΕ, η οποία βασίζεται στην φωτοακουστική μικροσκοπία οπτικής ανάλυσης (Optical Resolution Photoacoustic Microscopy, OR-PAM). Η απεικόνιση μέσω της OR-PAM επιτεύχθηκε μέσω της ανίχνευσης των ακουστικών κυμάτων που παράγονται σε ένα υλικό μέσο, έπειτα από την οπτική απορρόφηση ακτινοβολίας η οποία εκπέμπεται από μια παλμική ή διαμορφούμενης ισχύος πηγή λέιζερ. Παρά το γεγονός ότι η OR-PAM έως τώρα είχε εφαρμοστεί αποκλειστικά σε βιολογικά δείγματα, αποδείξαμε πως έχει τη δυναμική να απεικονίσει την πρόσθια και οπίσθια επιφάνεια ενός ΦΕ, έπειτα από την αντίστοιχη επίστρωσή τους με λεπτά στρώματα χρωστικών ουσιών, τα οποία χαρακτηρίζονται από διαφορετικές ιδιότητες οπτικής απορρόφησης. Χρησιμοποιώντας έτσι δύο μήκη κύματος (1064 και 532 nm) επιτεύχθηκε η διαδοχική απεικόνιση των επιφανειών, ενώ από το γινόμενο της χρονικής διαφοράς στα ακουστικά σήματα που παράχθηκαν στο κέντρο τους με την ταχύτητα του ήχου, υπολογίστηκε το κεντρικό πάχος του ΦΕ. Προσαρμόζοντας δευτεροβάθμια πολυώνυμα στις υπολογισμένες επιφάνειες, εξάχθηκαν οι χάρτες ακτίνας καμπυλότητας και διοπτρικής ισχύος τους, οι οποίοι μας επέτρεψαν τον υπολογισμό της συνολικής ισχύος του υπό μελέτη ΦΕ.

Για την κατάδειξη της προτεινόμενης μεθοδολογίας ως ενός ισχυρού εργαλείου μετρολογίας αλλά και ποιοτικής εξέτασης ΦΕ, χρησιμοποιήθηκε μια σειρά φακών επαφής, όπως σφαιρικοί ημίσκληροι αδιαπερατοί (άκαμπτοι) και μαλακοί φακοί, και έγχρωμοι και κοσμητικοί φακοί για περιπτώσεις ανιριδίας. Στην περίπτωση των ημίσκληρων, τα αποτελέσματα των μετρήσεων μέσω OR-PAM συγκρίθηκαν με τις τιμές του κατασκευαστή, από όπου διαπιστώθηκε υψηλή συμφωνία στις γεωμετρικές αλλά και οπτικές παραμέτρους των ΦΕ, αποδεικνύοντας την αξιοπιστία της συγκεκριμένης προσέγγισης. Συμπερασματικά, η ευκολία ανάπτυξης ενός τέτοιου απεικονιστικού συστήματος, σε συνδυασμό με την αξιοπιστία και το χαμηλό κόστος της μεθοδολογίας που ακολουθήθηκε, την καθιστούν κατάλληλη για μια ευρεία εφαρμογή σε βιομηχανική κλίμακα όσον αφορά τον ποιοτικό έλεγχο και τη βελτιστοποίηση των ιδιοτήτων των ΦΕ.

Τα καινοτόμα αποτελέσματα της συγκεκριμένης εργασίας μόλις δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Optics Letters.
Tserevelakis GJ, Tsagkaraki M, Tsilimbaris MK, Plainis S, and Zacharakis G (2017). Photoacoustic imaging methodology for the optical characterization of contact lenses. Opt. Lett.  42, 4111-4114