Van Miniatuurimplantaten tot Waterstoftherapie: Nieuwe Doorbraken Richten zich op Zichtverlies

Visie is ons meest dominante zintuig, vaak als vanzelfsprekend beschouwd door degenen die het hebben. Degenen zonder zien begrijpen het belang ervan, omdat de afwezigheid ervan leren, lezen, lopen en het leven ten volle leven bemoeilijkt.

De visuele beperking treedt op wanneer een oogziekte de functie van het visuele systeem beïnvloedt, wat ernstige gevolgen heeft gedurende iemands leven.

Een individu, als hij lang genoeg leeft, zal naar verwachting minstens één oogziekte in zijn leven ervaren. Wereldwijd hebben ongeveer 2,2 miljard mensen een vorm van visuele beperking. Bij ongeveer de helft daarvan kan beschadigd zicht voorkomen worden of is nog niet aangepakt. Tijdige en kwalitatieve zorg is hier belangrijk omdat het veel van de gevolgen van oogziekten kan beperken.

Visuele beperking is niet alleen een financiële last voor het individu, maar ook voor de bredere economie, met een geschatte jaarlijkse wereldwijde productiviteitskost van $411 miljard. Om deze economische last te verminderen, heeft een onderzoeksteam ontstekingsremmende medicijnen in een hydrogel gebruikt om de medicijnen effectief naar het ontstoken gebied te brengen en ontsteking in het netvlies te verminderen.

Onderzoekers injecteerden muizen met retinale degeneratie met de medicijnbeladen ontstekingsresponsieve hydrogel en merkten op dat de ontstekingsfactoren van het netvlies afnamen tot 6,1%.

Er werd ook een beschermend effect gevonden op fotoreceptorcellen, die worden vernietigd door retinale degeneratie. Opmerkelijk is dat de op hyaluronzuur gebaseerde hydrogel, door verschillende afbraaksnelheden per patiënt toe te staan, de noodzaak voor herhaalde injecties minimaliseert.

Het team is van plan de hoeveelheid medicijn en hydrogel die wordt gebruikt en de behandelingsperiode te digitaliseren volgens de voortgang van de ziekte, voor toekomstige commercialisatie. Andere te beoordelen gebieden omvatten de langetermijnstabiliteit van het medicijnafleversysteem en of het ook zou werken bij andere retinale aandoeningen, merkte prof. Seung Ja Oh van Kyung Hee University op.

Extreem Kleine Implantaten Creëren met Langdurige Levensvatbaarheid

Om blindheid te behandelen, zijn visuele implantaten naar voren gekomen als een spectaculaire technologie die mensen met gevorderd gezichtsverlies in staat stelt een deel van hun gezichtsvermogen terug te krijgen. 

Wanneer een persoon blind is, functioneert de visuele cortex nog steeds en wacht op input. Hier komt hersenstimulatie in beeld, waarbij elektrische impulsen via een implantaat naar de visuele cortex van de hersenen worden gestuurd. Om dit te bereiken, zijn duizenden elektroden – elk een pixel – nodig om voldoende informatie te leveren om een afbeelding te creëren. 

According to Maria Asplund, a Professor of Bioelectronics at Chalmers:

“The more electrodes that ‘feed’ into it, the better the image would be. (The image created) Would be like the matrix board on a highway, a dark space, and some spots that would light up depending on the information you are given.”

Hoe meer elektroden er ‘voeden’, hoe beter de afbeelding zal zijn. (De gecreëerde afbeelding) Zou lijken op een matrixbord op een snelweg, een donkere ruimte, en enkele plekken die oplichten afhankelijk van de informatie die je krijgt.

Hoewel deze technologie al vele decennia bestaat, moet deze worden verbeterd vanwege de omvangrijke grootte, die ook littekens in de hersenen veroorzaakt. Daarnaast is er de kwestie van het implantaatmateriaal, dat te stijf kan zijn en na verloop van tijd kan corroderen.

Dus kwam een team van onderzoekers van de Universiteit van Freiburg, het Netherlands Institute for Neuroscience en de Chalmers University of Technology in Zweden samen om een echt klein implantaat te ontwikkelen. Dit implantaat is als een ‘draad’ met al deze elektroden, ter grootte van een neuron, in een rij geplaatst. 

Een opmerkelijk kleine elektrode betekent dat één implantaat veel elektroden kan bevatten, waardoor een gedetailleerdere afbeelding mogelijk is. 

“Miniaturisatie van componenten van visuele implantaten is essentieel. Vooral de elektroden, omdat ze klein genoeg moeten zijn om stimulatie te kunnen resolven naar een groot aantal punten in de ‘visuele hersengebieden’.”

– Studieleider Asplund 

Het punt is dat het creëren van een echt klein implantaat, in combinatie met de complexiteit van een menselijk lichaam, uitdagingen met zich meebrengt, zoals het laten meegaan van de kleine elektrode in een vochtige, vochtige omgeving gedurende lange tijd.

Het elektrische implantaat in dit onderzoek is 40 mm breed en 10 mm dik, met metalen onderdelen van slechts enkele honderden nanometers dik. Gezien de kleine omvang kan het geen corrosie of uitval veroorloven. Om dit te voorkomen, gebruikte het team een geleidend polymeer om het metaal te beschermen tegen corrosie en om de elektrische stimulatie over te dragen.

“De geleidend polymeer-metaalkombinatie die we hebben geïmplementeerd is revolutionair voor visuele implantaten, omdat het betekent dat ze hopelijk gedurende de volledige levensduur van het implantaat functioneel kunnen blijven.”

– Asplund

De studie heeft de eerste stap bereikt door een kleine elektrode ter grootte van een zenuwcel te maken en deze effectief te laten werken in de hersenen gedurende een zeer lange tijd, de volgende stap is nu “een implantaat te creëren dat verbindingen kan hebben voor duizenden elektroden,” wat Asplund al onderzoekt in project Neuraviper.

Behandeling van RPE-cellen Toont Groot Potentieel voor AMD

Zichtverlies kan iedereen treffen ongeacht leeftijd, hoewel de meeste mensen met visuele beperking en blindheid ouder zijn dan 50 jaar. Leeftijdsgebonden maculaire degeneratie (AMD) behoort inderdaad tot de belangrijkste oorzaken van blindheid in zowel de ontwikkelde als de ontwikkelingslanden, maar op verschillende manieren.

In de ontwikkelde wereld leidt een ophoping van drusen (lipide-afzettingen) en de daaropvolgende degeneratie van delen van de RPE, de choriocapillaris en het buitenste netvlies tot verslechtering van het zicht. Ondertussen veroorzaakt in ontwikkelingslanden de groei van abnormale bloedvaten in de choroid (de middelste laag tussen het netvlies en de sclera) en hun opeenvolgende migratie naar de RPE-cellen bloedingen of netvliesloslating, wat AMD veroorzaakt.

Om dit dringende probleem aan te pakken, meldden onderzoekers van Anglia Ruskin University (ARU) een nieuwe manier om een veelvoorkomende oorzaak van blindheid te behandelen. In deze nieuwe methode gebruikten onderzoekers onder leiding van professor Barbara Pierscionek nanotechnologie om een 3D ‘scaffold’ te bouwen, die werd gebruikt om netvliescellen te laten groeien.

Gepubliceerd in Materials & Design, toonde de studie de succesvolle groei van retinal pigment epithelial (RPE) cellen die tot 150 dagen gezond en levensvatbaar bleven. RPE-cellen, een enkele laag post-mitotische cellen, bevinden zich net buiten het neurale deel van het netvlies. Wanneer deze cellen beschadigd zijn, kan het zicht verslechteren.

De technologie, ‘electrospinning’ genoemd, werd voor het eerst gebruikt om een scaffold te creëren waarop de RPE-cellen konden groeien. Wanneer de scaffold werd behandeld met fluocinolonacetonide, een steroïde die beschermt tegen ontsteking, nam de veerkracht van de cellen toe.

Door de groei van oogcellen te bevorderen, toont de studie een enorm potentieel voor de toekomstige ontwikkeling van oogweefsel voor transplantatie in het oog van de patiënt. Dit zou ook de behandeling van een vorm van AMD kunnen revolutioneren.

Het aantal AMD-gevallen wordt naar verwachting de komende jaren aanzienlijk toe te nemen. Volgens recent onderzoek zal naar schatting 77 miljoen mensen in Europa tegen 2050 een vorm van leeftijdsgebonden maculaire degeneratie hebben. Deze toenemende cijfers betekenen dat er een aanzienlijke behoefte zal zijn aan “extra gezondheidszorgdiensten en middelenallocatie”.

Als gevolg hiervan is er een focus gekomen op het vinden van efficiënte manieren om deze cellen in het oog te transplanteren, en de nieuwste studie toont aan dat nanoveer scaffolds behandeld met de ontstekingsremmende stof de functionaliteit en groei van RPE-cellen daadwerkelijk kunnen verbeteren. Volgens Pierscionek:

“Dit systeem toont groot potentieel voor ontwikkeling als vervanging voor het Bruch-membraan, en biedt een synthetische, niet-toxische, biostabiele ondersteuning voor transplantatie van de retinal pigment epitheelcellen. Pathologische veranderingen in dit membraan zijn geïdentificeerd als oorzaak van oogziekten zoals AMD, waardoor dit een opwindende doorbraak is die potentieel miljoenen mensen wereldwijd kan helpen.”

Gebruik van H2-gas om Zichtverlies door ROP te Voorkomen

Hoewel blindheid ouderen ernstig treft, is kinderblindheid evenzeer een dringend probleem. Kinderen met een visuele beperking hebben meestal een vertraagde taal-, motor-, emotionele, sociale en cognitieve ontwikkeling, wat een aanzienlijke last legt op gezinnen en de samenleving.

Bij kinderen kan blindheid het gevolg zijn van verschillende oorzaken, waaronder vitamine A-tekort, aangeboren aandoeningen, mazelen, roodvonk, glaucoom, kinder cataract, conjunctivitis bij pasgeborenen en retinopathie van prematuriteit (ROP).

Retinopathie van prematuriteit is een significant probleem in zowel ontwikkelde als snel ontwikkelende regio’s van de wereld. Zichtverlies door ROP neemt toe door de verhoogde overleving van zuigelingen met een laag geboortegewicht en een lage zwangerschapsduur.

Deze oogziekte treedt op bij baby’s die vroeg geboren worden of minder dan 1,4 kilogram (3 pond) bij de geboorte wegen. ROP ontstaat wanneer abnormale bloedvaten in het netvlies groeien. Dit komt doordat de bloedvaten van het netvlies beginnen te ontwikkelen in de vierde maand van de zwangerschap en doorgaan tot ongeveer de uitgerekende datum. Wanneer een baby te vroeg wordt geboren, kunnen deze bloedvaten de normale ontwikkeling stoppen, waarna het netvlies abnormale vaten ontwikkelt die in de verkeerde richting groeien. Als ze te ver groeien, kunnen deze abnormale bloedvaten het netvlies van de achterkant van het oog los trekken.

Er zijn geen zichtbare tekenen van ROP die je kunt zoeken of detecteren, maar in gevorderde gevallen kan het netvlies loskomen van zijn normale positie, wat retinale detachering wordt genoemd en kan leiden tot zichtverlies en blindheid. Als een baby ROP had en dit schade veroorzaakte, kan dit later resulteren in ronddraaiende ogen, geen objecten volgen, witte pupillen en moeite met het herkennen van gezichten.

Hoewel sommige baby’s milde gevallen van ROP hebben en zonder behandeling beter worden, hebben sommige baby’s behandeling nodig, zoals injecties, oogchirurgie en laserbehandeling, om hun gezichtsvermogen te beschermen en blindheid te voorkomen.

Tegenwoordig worden anti-VEGF en retinale fotocoagulatie gebruikt om deze proliferatieve retinale vasculaire ziekte die kinderblindheid veroorzaakt te behandelen. Ze staan echter bekend verschillende complicaties te veroorzaken.

Lasertherapie heeft de nadelen van permanent verlies van perifere visie en een hoge kans op myopie. Ondertussen wordt anti-vasculaire endotheliale groeifactor (anti-VEGF) therapie bij premature zuigelingen geassocieerd met een hoge terugkeerpercentage en mogelijke systemische bijwerkingen.

Tegen deze achtergrond vond de nieuwste studie gepubliceerd in BMC nieuwe en betere therapeutische strategieën om ROP te voorkomen of te behandelen. Hiervoor onderzochten onderzoekers van de Tianjin University de levensvatbaarheid van waterstof (H2) als behandeling door de effecten ervan op retinale angiogenese, neovascularisatie en neurogliale dysfunctie in de netvliezen van zuurstof-geïnduceerde retinopathie (OIR) muizen te onderzoeken.

De onderzoekers richtten zich op waterstof omdat dit element algemeen wordt beschouwd als een nuttige antioxidatieve en neuroprotectieve methode voor de behandeling van hypoxisch-ischemische aandoeningen (een type hersenbeschadiging veroorzaakt door zuurstoftekort) zonder toxische effecten.

Moleculair waterstof (H2) wordt erkend als een nieuw therapeutisch medisch gas vanwege zijn unieke eigenschappen, zoals snelle diffusie in weefsels, selectieve opsporing van zeer toxische ROS, en penetratie door bloed-retinale barrières. Het bezit ook anti-apoptotische, cytoprotectieve en anti-inflammatoire eigenschappen.

Dus exposeerde de studie zeven dagen oude muizen aan 75% zuurstof gedurende vijf dagen voordat ze terugkeerden naar normale luchtomstandigheden. Bij toediening van verschillende concentraties waterstofgas (H2) inhalatie vond de studie dat 3-4% H2 de fysiologische angiogenese van het netvlies van muizen niet verstoort, maar de vaso-obliteratie en neovascularisatie verbetert.

Bovendien werd gevonden dat H2 de vasculaire gezondheid bevordert door te helpen bij het regenereren van bloedvaten en het verminderen van abnormale vaatgroei in het netvlies. H2 is ook aangetoond dat het zenuwcellen (astrocyten) beschermt en ontsteking veroorzaakt door microglia voorkomt.

De kritieke betrokken paden zijn Nrf2-notch as-modulatie en Hif-1α/VEGF, die een rol spelen bij de vorming van gezonde bloedvaten en het verminderen van schadelijke neovascularisatie. De studie toonde ook aan dat inademen van H2 de normale retinale ontwikkeling bij gezonde dieren niet negatief beïnvloedt.

In tegenstelling tot de huidige gangbare behandelingen zoals lasertherapie en anti-VEGF-injecties, die bijwerkingen hebben en alleen later stadium van de ziekte aanpakken, bleek H2 vroegtijdige retinale schade te voorkomen en gezonde vaatgroei te bevorderen zonder bijwerkingen.

Deze resultaten maken H2 een veelbelovende, niet-invasieve behandelingsoptie die de bron van retinale ziekten aanpakt. Daarom suggereert de studie dat H2 een veiliger, effectiever alternatief kan zijn voor aandoeningen zoals retinopathie van prematuriteit (ROP), diabetische retinopathie (PDR) en andere retinale vasculaire ziekten, of H2 kan worden gebruikt naast de huidige behandelingen. Volgens de studie:

“H2 kan worden opgezet als een behandelingsstrategie die zich richt op het echte herstel van het beschadigde orgaan, in plaats van alleen de ziekteprogressie te vertragen.”

De studie heeft echter enkele beperkingen. Bijvoorbeeld, het team kon de waterstofniveaus in het plasma en netvlies niet in realtime monitoren, en andere significante signaalroutes kunnen ook bijdragen aan de beschermende effecten van H2 tegen retinale neovascularisatie. Bovendien kan het OIR-model, hoewel vaak gebruikt om experimentele neovascularisatie te bestuderen, mogelijk de menselijke neovaskulaire oogcondities niet volledig weergeven.

Bedrijven Betrokken bij het Herstel van Zicht

Laten we nu een kijkje nemen naar enkele prominente bedrijven die actief werken aan geavanceerde therapieën en technologieën om blindheid en ernstige visuele beperkingen te behandelen.

#1. Editas Medicine

Het toonaangevende genbewerkingsbedrijf maakt gebruik van CRISPR-technologie om therapieën te ontwikkelen voor verschillende genetische aandoeningen, inclusief die die blindheid veroorzaken, zoals leber congenitale amaurose (LCA).

In 2020 kondigde Editas Medicine (EDIT ) aan dat de dosering van de eerste patiënt in de klinische proef van CRISPR Medicine AGN-151587 (EDIT-101), toegediend via subretinale injectie, voor de behandeling van LCA10, een erfelijke vorm van blindheid veroorzaakt door mutaties in het CEP290-gen. Terwijl het bedrijf meldde dat er “klinisch betekenisvolle uitkomsten” waren voor deze BRILLIANCE-studie, pauzeren ze de inschrijving en zoeken een partner vanwege een kleine getroffen populatie. In maart toonden klinische proefresultaten aan dat de experimentele behandeling voor LCA veilig en effectief was.

Als we nu naar de financiële cijfers van het bedrijf kijken, heeft het een marktkapitalisatie van $329,9 miljoen, terwijl de aandelen handelen tegen $4, een daling van 60,51% YTD. Het heeft een EPS (TTM) van -2,36 en een P/E (TTM) van -1,70.

Voor Q2 van 2024 meldde het bedrijf dat de samenwerking- en andere onderzoeks- en ontwikkelingsinkomsten daalden tot $0,5 miljoen, de onderzoeks- en ontwikkelingskosten stegen tot $54,2 miljoen, en de algemene en administratieve kosten stegen tot $18,2 miljoen. Ondertussen rapporteerde Editas op 30 juni 2024 $318,3 miljoen in contanten, kasequivalenten en verhandelbare effecten.

“Ik ben trots op het werk van het Editas-team en onze vooruitgang in de eerste helft van 2024 terwijl we dichter bij het worden van een commercieel bedrijf komen en blijven klinisch gedifferentieerde, transformationele medicijnen ontwikkelen voor mensen die leven met ernstige, voorheen onbehandelbare ziekten.”

– Gil Gilmore O’Neill, CEO van Editas Medicine

Klik hier om alles te leren over investeren in Editas Medicine.

#2. Spark Therapeutics

Voorheen een zelfstandige Amerikaanse beursgenoteerde onderneming, Spark werd in 2019 overgenomen door het Zwitserse multinationale gezondheidszorgbedrijf Roche in een $4,8 miljard deal. Met een marktkapitalisatie van $261,48 miljoen, worden de aandelen van Roche momenteel verhandeld tegen $40,39, een stijging van 11,48% YTD. Het heeft een P/E (TTM) van 19,01 en een EPS (TTM) van 2,12 en betaalt een dividendrendement van 3,34%.

Roche Group CEO Thomas Schienecke meldde “een zeer sterke groei in het eerste halfjaar” tijdens de 2Q24 winstrapportage van het bedrijf. Dit werd gedreven door een stijging van 8% in de verkoop. Het voorgeschreven medicijn van het bedrijf, Sauvimo, is goedgekeurd in de VS voor de behandeling van mensen met natte AMD.

Spark is ondertussen een gentherapiebedrijf dat Luxturna heeft ontwikkeld, de eerste FDA-goedgekeurde gentherapie voor de erfelijke retinale ziekte LCA. Eind vorig jaar werkte het bedrijf samen met SpliceBio aan een niet-openbaar genetisch retinaal ziekte. Volgens de overeenkomst ontving SpliceBio, een bedrijf voor genetische medicijnen dat Protein Splicing gebruikt om gentherapieën te ontwikkelen, $216 miljoen plus royalty’s als betalingen.

Tot slot zijn er veel doorbraken en technologische vooruitgangen in de medische wereld die mensen van verschillende leeftijden helpen hun gezichtsvermogen terug te krijgen en een zelfstandige en gezonde levensstijl te leiden, wat wijst op een helderdere toekomst overal.

Klik hier voor een lijst van top CRISPR-bedrijven om in te investeren.