اقبال جهانی به سوی «اپتوژنتیک»

روشی به نام اپتوژنتیک در 10 سال گذشته علوم عصبی را تحت تاثیر خود قرار داده است. اپتوژنتیک عصب‌های مشخصی را در آزمایشات حیوانی، روشن و خاموش می‌کند. به کمک سوئیچ‌های عصبی می‌تواند پی ببرد کدام معابر مغزی در بیماری‌هایی شبیه افسردگی و اختلالات وسواسی دخیل هستند. روبرت گریو ، دانشمند عصب شناسی دانشگاه واشنگتون (Washington University) می‌گوید: «اپتوژنتیک ما را قادر به انجام آزمایشاتی می‌سازد که پیش از این ممکن نبوده‌اند.»
از زمان چاپ اولین مقالات اپتوژنتیک، دانشمندان به فکر استفاده از این علم در انسان بودند. آن‌ها تصور می‌کردند روزی خواهد رسید که به عنوان مثال می‌توان افسردگی را خاموش کرد.
برای به کار بردن این روش، بیمار باید در مقابل اجرای بسیاری از رویه‌های خطرناک پزشکی راضی شود: مهندسی ژنتیک عصب، برای تزریق سوئیچ‌های مولکولی به منظور فعال یا غیرفعال نمودن سلول‌ها و همچنین بندکشی فیبرهای نوری درون مغز. کارل دیسِروث ، دانشمند پیشگام اپتوژنتیک، به همراه تیمی از محققان استندفورد (Stanford University) شرکتی را تشکیل دادند تا آزمایشات اپتوژنتیک را بر روی بیماران در چندین سال آینده دنبال نمایند.
شرکت درمانی سِرکِت (Circuit Therapeutics)، در سال 2010 پایه گذاری گردید. این شرکت برنامه‌های خاصی برای درمان بیماری‌های عصبی دارد. آن‌ها همچنین با شرکت‌های دارویی شریک می‌شوند تا به آن‌ها در استفاده از اپتوژنتیک در تحقیقات حیوانی به منظور توسعه داروهای جدید با هدف درمان بیماری‌های انسان کمک کنند. آن‌ها می‌خواهند آزمایشات بالینی اپتوژنتیک را برای درمان دردهای مزمن آغاز نمایند. برای درمان دردهای مزمن نیاز کمتری به پیاده‌سازی عمیق درون مغز وجود دارد و عصب‌های اثرپذیر از آن، دردسترس‌تر هستند – در نخاع قرار دارند. یا می‌توان انتهای عصب در پوست را هدف قرار داد. اسکات دِلپ ، عصب‌شناس دانشگاه استندفورد می‌گوید: «در مدل‌های حیوانی این روش به صورت قابل اطمینانی نتیجه داده است.»
شرکت درمانی رِتروسِنس (RetroSense Therapeutics) نیز برنامه‌هایی برای آزمایشات انسانی اپتوژنتیکی به منظور بررسی شرایط ژنتیکی منجر به کوری دارد. فناوری جدید مبتنی بر اُپسین (گروهی از پروتئین‌های سبک در سلول‌های گیرنده نور شبکیه – مترجم) است. اُپسین‌ها گروهی از کانال‌های یونی هستند که شامل پروتئین‌هایی با قابلیت هدایت سیگنال‌های الکتریکی عصبی می‌شوند. برخی از اُپسین‌ها در شبکیه چشم انسان پیدا می‌شوند، اما آن‌هایی که در اپتئوزنتیک استفاده می‌شوند، از جلبک دریایی و سایر ریزموجودات مشتق گشته‌اند.
بزرگ‌ترین چالشی که قبل از واقعی‌شدن درمان‌های اپتوژنتیکی وجود داشت، داخل فرستادن اُپسین به عصب انسان بالغ با هدف درمان بود. محققان برای موش دو نقشه‌راه داشتند:
1) ترانس‌ژنیک، که در آن موش به گونه‌ای پرورش داده می‌شد که اُپسین را در عصب خاصی بسازد – راهکاری که مناسب انسان نیست.
2) استفاده از ویروس برای کاشت یک ژن درون یک عصب.
ویروس‌ها امروزه در انواع ژن‌درمانی درون انسان استفاده می‌شوند. ویروس باید به عصب بالغ نفوذ کرده و ژن را بدون تحریک سیستم عصبی تحویل دهد. سپس عصب باید اُپسین را در مکان صحیح بیان کرده و ساخت پروتئین را به صورت مستمر ادامه دهد.
دِلپ می‌گوید: «دو هفته بعد از تزریق ویروس شامل یک ژن، یک بیان قوی درون اعصاب منتهی به پوست مشاهده شد. تنها کار لازم، فرستادن پرتو به پوست بود، سپس می‌توانستیم تماس دردناک و حساسیت حرارتی را متوقف کنیم. مشکل اصلی افراد با درد مزمن نیز همین است.»
قدم بعد تحویل نور به اُسپین شامل عصب بود تا مدار مغزی مورد نظر را روشن یا خاموش نماید. در انسان تحویل نور به مغز نیازمند عمل جراحی است، اما خاموش‌کردن اعصابی که درد را منتقل می‌کنند، کمتر تهاجمی است.
اگرچه سلول‌های عصبی بیرون از مغز در دسترس‌تر هستند، اما فعال‌کردن آن‌ها با نور مشکل است، زیرا یک وسیله تشعشع نور صلب می‌تواند بافت عصبی ظریف و حساس را تخریب کند. اما تجهیز جدید تیم گِریو منعطف است.
درمان انسان با اپتوژنتیک در مراحل اولیه توسعه خود قرار دارد.