Оптогенетическое восстановление зрения с высокой светочувствительностью с помощью каналородопсинов на основе ChRmine и ChroME

Оптогенетическая генная терапия — перспективный метод лечения, не зависящий от генетической мутации. Она направлена на восстановление зрительного восприятия у пациентов, утративших зрение вследствие заболеваний сетчатки с дегенерацией фоторецепторов. Однако эффективность такого подхода ограничивают низкая светочувствительность и медленная кинетика применяемых опсинов. Мы оценили терапевтический потенциал трёх вариантов каналородопсина: ChRmine из водоросли Rhodomonas lens, ChRmine-T119A — варианта ChRmine с более быстрым закрытием, и ChroME2s — опсина второго поколения на основе Chronos. Эти опсины экспрессировали в ганглиозных клетках сетчатки мышей rd1 — модели тяжёлой дегенерации сетчатки. Электрофизиологические исследования отдельных клеток показали высокую чувствительность опсинов к широкому диапазону интенсивности света; ганглиозные клетки сетчатки, экспрессирующие опсины, генерировали потенциалы действия в ответ на световую стимуляцию. В поведенческих тестах ChRmine-T119A обеспечивал световосприятие при освещённости 360 лк эффективнее, чем немодифицированный ChRmine и ChroME2s. ChRmine и ChroME2s также восстанавливали световосприятие, но при более высокой освещённости. Кроме того, в исследовании зависимости эффекта от дозы ChRmine-T119A более низкие титры вирусного вектора обеспечивали более эффективное восстановление светочувствительности. Наши результаты показывают, что опсины на основе ChRmine и ChroME могут улучшать зрение при поздних стадиях заболеваний, приводящих к слепоте.