Fra små implantater til hydrogenbehandling, nye fremskritt retter seg mot synstap

Synet er vår mest dominerende sans, ofte tatt for gitt av dem som har det. De uten det forstår dens betydning, da fraværet gjør læring, lesing, gåing og å leve livet fullt ut vanskelig.

Synstap oppstår når en øyetilstand påvirker funksjonen til det visuelle systemet, noe som har alvorlige konsekvenser gjennom hele livet.

Et individ, dersom han lever lenge nok, vil sannsynligvis oppleve minst én øyetilstand i løpet av livet. Globalt har omtrent 2,2 milliarder mennesker en form for synstap. Hos omtrent halvparten av dem kan skadet syn enten forebygges eller er ennå ikke behandlet. Her er rettidig og kvalitetssikret omsorg viktig, da den kan dempe mange av konsekvensene av øyetilstander.

Synstap er en økonomisk byrde ikke bare for individet, men også for den bredere økonomien, med en estimert årlig global kostnad i produktivitet på 411 milliarder dollar. For å redusere denne økonomiske byrden brukte et forskerteam antiinflammatoriske legemidler i hydrogel for å levere medikamentene effektivt til det betente området og redusere betennelse i netthinnen.

Forskerne injiserte mus med netthinnedegenerasjon med den medikamentbelastede betennelsesresponsive hydrogelet og bemerket at netthinnens inflammatoriske faktorer ble redusert til 6,1 %.

En beskyttende effekt ble også funnet på fotoreseptorceller, som blir ødelagt av netthinnedegenerasjon. Merkverdig er at det hyaluronsyrebaserte hydrogelet, ved å tillate ulike nedbrytningshastigheter hos hver pasient, minimerer behovet for gjentatte injeksjoner.

Teamet planlegger å digitalisere mengden medikament og hydrogel som brukes samt behandlingsperioden i henhold til sykdomsprogresjon, for fremtidig kommersialisering. Andre områder som skal vurderes inkluderer den langsiktige stabiliteten til medikamentleveringssystemet og om det også vil fungere på andre netthinnesykdommer, bemerket professor Seung Ja Oh fra Kyung Hee University.

Skape ekstremt små implantater med langsiktig levedyktighet

For å behandle blindhet har synsimplantater dukket opp som en spektakulær teknologi som gjør det mulig for personer med avansert synstap å gjenvinne en viss følelse av syn.

Når en person er blind, fungerer den visuelle korteksen fortsatt og venter på input. Det er her hjernestimulering kommer inn i bildet, ved å sende elektriske impulser gjennom et implantat til hjernens visuelle korteks. For å oppnå dette kreves tusenvis av elektroder – hver representerer en piksel – for å gi nok informasjon til å lage et bilde.

Ifølge Maria Asplund, professor i bioelektronikk ved Chalmers:

“Jo flere elektroder som ‘forsyner’ den, desto bedre vil bildet bli. (Det skapte bildet) ville vært som en matriseplate på en motorvei, et mørkt rom, og noen punkter som ville lyse opp avhengig av informasjonen du får.”

Selv om denne teknologien allerede har eksistert i mange tiår, må den forbedres på grunn av sin klumpete størrelse, som også forårsaker arrdannelse i hjernen. Deretter er materialet i implantatet, som kan være for stivt og korrodere over tid.

Så samlet et team av forskere fra Universitetet i Freiburg, Netherlands Institute for Neuroscience og Chalmers University of Technology i Sverige seg for å utvikle et virkelig lite implantat. Dette implantatet er som en ‘tråd’ med alle disse elektrodene, på størrelse med et nevron, plassert i en rad.

Å ha en bemerkelsesverdig liten elektrode betyr at ett implantat kan romme mange elektroder, noe som gir et mer detaljert bilde.

“Miniatyrisering av komponenter i synsimplantater er essensielt. Spesielt elektrodene, da de må være små nok til å kunne levere stimulering til et stort antall punkter i ‘hjernens visuelle områder.'”

– Studieleder Asplund 

Saken er at å lage et virkelig lite implantat, kombinert med kompleksiteten i en menneskekropp, medfører utfordringer, som å få den lille elektroden til å vare lenge i et fuktig, fuktig miljø.

Det elektriske implantatet i denne forskningen er 40 mm bredt og 10 mm tykt, med metallkomponenter kun noen hundre nanometer tykke. Gitt den lille størrelsen kan det ikke tillate korrosjon eller svikt. For å forhindre dette brukte teamet en ledende polymer for å beskytte metallet mot korrosjon og for å overføre den elektriske stimuleringen.

“Den ledende polymer‑metal‑kombinasjonen vi har implementert er revolusjonerende for synsimplantater, da den potensielt kan holde dem funksjonelle gjennom hele implantatets levetid.”

– Asplund

Studien har oppnådd det første steget med å lage en liten elektrode på størrelse med en nervecelle og få den til å fungere effektivt i hjernen over svært lang tid, neste steg er nå å «lage et implantat som kan ha forbindelser for tusenvis av elektroder», som Asplund allerede utforsker i prosjektet Neuraviper.

Behandling av RPE-celler viser stort potensial for AMD

Synstap kan påvirke alle uavhengig av alder, selv om de fleste med synshemming og blindhet er over 50 år. Aldersrelatert makuladegenerasjon (AMD) er faktisk en av de ledende årsakene til blindhet både i den utviklede og utviklende verden, men på ulike måter.

I den utviklede verden fører en opphopning av drusen (lipidavleiringer) og påfølgende degenerasjon av deler av RPE, choriocapillaris og den ytre netthinnen til forverring av synet. I utviklingsland fører vekst av unormale blodkar i choroid (det midterste laget mellom netthinnen og sclera) og deres påfølgende bevegelse inn i RPE-celler til blødninger eller netthinneavløsning, noe som forårsaker AMD.

For å hjelpe med dette presserende problemet rapporterte forskere fra Anglia Ruskin University (ARU) en ny måte å behandle en vanlig årsak til blindhet på. I denne nye metoden brukte forskere ledet av professor Barbara Pierscionek nanoteknologi til å bygge en 3D‑ramme, som ble brukt til å dyrke netthinnceller.

Publisert i Materials & Design, viste studien vellykket vekst av retinal pigment epitel (RPE)-celler som forble sunne og levedyktige i opptil 150 dager. RPE-celler, et enkelt lag av post‑mitotiske celler, ligger like utenfor netthinnens nevrale del. Når disse cellene blir skadet, kan synet forverres.

Teknologien, kalt ‘elektrospinning’, ble brukt for første gang til å lage en ramme som RPE-cellene kunne vokse på. Når rammen ble behandlet med fluocinolon acetonid, et steroid som beskytter mot betennelse, økte cellenes motstandskraft.

Ved å fremme veksten av øyeceller viser studien stort potensial for fremtidig utvikling av øyvev for transplantasjon inn i pasientens øye. Dette kan også revolusjonere behandlingen av en av AMD.

Antallet AMD-tilfeller forventes faktisk å øke betydelig i de kommende årene. Ifølge nyere forskning er det anslått at 77 millioner mennesker i Europa vil ha en form for aldersrelatert makuladegenerasjon innen 2050. Disse økende tallene innebærer et betydelig behov for «ekstra helsetjenester og ressursallokering».

Som et resultat har fokuset vært på å finne effektive måter å transplantere disse cellene inn i øyet, og den siste studien viser at nanofiber‑rammer behandlet med det antiinflammatoriske stoffet faktisk kan forbedre RPE-cellenes funksjonalitet og vekst. Ifølge Pierscionek:

“Dette systemet viser stort potensial for utvikling som en erstatning for Bruchs membran, og gir en syntetisk, ikke‑giftig, biostabil støtte for transplantasjon av retinal pigment epitelceller. Patologiske endringer i denne membranen har blitt identifisert som en årsak til øyesykdommer som AMD, noe som gjør dette til et spennende gjennombrudd som potensielt kan hjelpe millioner av mennesker verden over.”

Bruk av H2-gass for å forhindre synstap fra ROP

Mens blindhet alvorlig påvirker eldre, er barneblindhet like presserende. Barn med synshemming har vanligvis forsinket språk-, motor-, emosjonell, sosial og kognitiv utvikling, noe som pålegger en betydelig byrde på familier og samfunnet.

Hos barn kan blindhet skyldes flere årsaker, inkludert vitamin A-mangel, medfødte tilstander, meslinger, rubella, glaukom, barnekatarakt, konjunktivitt hos nyfødte og retinopati av prematuritet (ROP).

Retinopati av prematuritet er et betydelig problem i både utviklede og raskt utviklende regioner i verden. Synstap fra ROP øker på grunn av økt overlevelse av spedbarn med lav fødselsvekt og lav svangerskapsalder.

Denne øyesykdommen oppstår hos babyer som er født for tidlig eller veier mindre enn 1,4 kg ved fødselen. ROP oppstår når unormale blodkar vokser i netthinnen. Dette skyldes at netthinnens blodkar begynner å utvikles i fjerde måned av svangerskapet og fortsetter til omtrent termin. Når en baby blir født for tidlig, kan disse blodkarene stoppe normal utvikling, og netthinnen utvikler da unormale kar som kan vokse i feil retning. Når de vokser for langt, kan disse unormale blodkarene trekke netthinnen opp fra bakdelen av øyet.

Det finnes ingen synlige tegn på ROP som du kan se etter eller oppdage, men i avanserte tilfeller kan netthinnen trekke seg bort fra sin normale posisjon, noe som kalles netthinneavløsning og kan forårsake synstap og blindhet. Hvis en baby hadde ROP og det forårsaket skade, kan det senere føre til at babyens øyne vandrer, ikke følger objekter, pupiller ser hvite ut, og har problemer med å gjenkjenne ansikter.

Mens noen babyer har milde tilfeller av ROP og blir bedre uten behandling, trenger noen babyer behandling som injeksjoner, øyekirurgi og laserbehandling for å beskytte synet og forhindre blindhet.

I dag brukes anti‑VEGF og retinal fotokoagulasjon for å behandle denne proliferative retinalvaskulære sykdommen som forårsaker barneblindhet. Imidlertid er de kjent for å utvikle flere komplikasjoner.

Laserterapi har ulempene med permanent tap av periferisyn og høy risiko for myopi. Samtidig er anti‑vascular endothelial growth factor‑behandling (anti‑VEGF) hos premature spedbarn forbundet med høy tilbakefallsrate og potensielle systemiske bivirkninger.

Mot denne bakgrunnen fant den siste studien publisert i BMC nye og bedre terapeutiske strategier for å forebygge eller behandle ROP. For dette undersøkte forskere fra Tianjin University levedyktigheten av hydrogen (H2) som behandling ved å studere dens effekter på retinal angiogenese, neovaskularisering og neuroglial dysfunksjon i netthinnene til oksygenindusert retinopati (OIR) mus.

Forskerne fokuserte på hydrogen fordi dette elementet anses som en nyttig antioksidant og nevrobeskyttende metode for behandling av hypoksisk‑iskemisk sykdom (en type hjerneskade forårsaket av oksygenmangel) uten giftige effekter.

Molekylært hydrogen (H2) er anerkjent som en ny terapeutisk medisinsk gass på grunn av sine unike egenskaper, som rask diffusjon inn i vev, selektiv fjerning av svært giftige ROS, og evnen til å trenge gjennom blod‑netthinne‑barrierer. Det har også anti‑apoptotiske, cytoprotektive og anti‑inflammatoriske egenskaper.

Studien eksponerte derfor syv‑dag gamle mus for 75 % oksygen i fem dager før de ble returnert til normal luft. Ved administrering av ulike stadier av hydrogen‑gass (H2)‑innånding fant studien at 3‑4 % H2 ikke forstyrrer musenes fysiologiske retinal angiogenese, men forbedrer vaso‑obliterasjon og neovaskularisering.

Videre ble det funnet at H2 fremmer vaskulær helse ved å bidra til regenerering av blodkar og redusere unormal karvekst i netthinnen. H2 har også vist seg å beskytte nerveceller (astrocytter) og forhindre betennelse forårsaket av mikroglia.

De kritiske veiene som er involvert er Nrf2‑notch‑aksemodulering og Hif‑1α/VEGF, som spiller roller i sunn blodkarutvikling og reduksjon av skadelig neovaskularisering. Studien viste også at innånding av H2 ikke påvirker normal retinal utvikling negativt hos friske dyr.

I motsetning til dagens hovedbehandlinger som laserterapi og anti‑VEGF‑injeksjoner, som har bivirkninger og kun retter seg mot senere stadier av sykdommen, ble H2 funnet å forebygge tidlig retinal skade og fremme sunn karvekst uten bivirkninger.

Disse resultatene gjør H2 til et lovende, ikke‑invasivt behandlingsalternativ som adresserer selve kilden til retinalsykdommer. Som sådan antyder studien at H2 kan være et tryggere, mer effektivt alternativ for tilstander som retinopati av prematuritet (ROP), diabetisk retinopati (PDR) og andre retinalvaskulære sykdommer, eller at H2 kan brukes i tillegg til nåværende behandlinger. Ifølge studien:

“H2 kan etableres som en behandlingsstrategi som fokuserer på ekte gjenoppretting av det skadede organet, snarere enn bare å forsinke sykdomsprogresjon.”

Studien har imidlertid noen begrensninger. For eksempel klarte ikke teamet å overvåke hydrogennivåer i plasma og netthinne i sanntid, og andre betydelige signalveier kan også bidra til H2s beskyttende effekter mot retinal neovaskularisering. I tillegg kan OIR‑modellen, selv om den ofte brukes til å studere eksperimentell neovaskularisering, kanskje ikke fullt ut representere menneskelige neovaskulære øyetilstander.

Selskaper involvert i å gjenopprette syn

La oss nå se på noen fremtredende selskaper som aktivt arbeider med avanserte terapier og teknologier for å behandle blindhet og alvorlige synshemminger.

#1. Editas Medicine

Det ledende genredigeringsselskapet bruker CRISPR‑teknologi for å utvikle terapier for ulike genetiske lidelser, inkludert de som forårsaker blindhet, som Leber medfødt amaurose (LCA).

I 2020, Editas Medicine (EDIT ) kunngjorde doseringen av den første pasienten i den kliniske studien av CRISPR Medicine AGN-151587 (EDIT-101), levert via subretinal injeksjon, for behandling av LCA10, en arvelig form for blindhet forårsaket av mutasjoner i CEP290-genen. Mens selskapet rapporterte «klinisk meningsfulle resultater» for denne BRILLIANCE‑studien, pause de rekrutteringen og søker en partner på grunn av den lille berørte befolkningen. I mars indikerte resultater fra den kliniske studien at eksperimentell behandling for LCA var sikker og effektiv.

Hvis vi ser på selskapets økonomi, har det en markedsverdi på 329,9 millioner dollar, mens aksjene handles til 4 $, ned 60,51 % år‑til‑dato. Den har en EPS (TTM) på -2,36 og en P/E (TTM) på -1,70.

For Q2 2024 rapporterte selskapet at inntekter fra samarbeid og annen forskning og utvikling falt til 0,5 millioner dollar, forsknings‑ og utviklingskostnader økte til 54,2 millioner dollar, og generelle og administrative kostnader økte til 18,2 millioner dollar. Samtidig rapporterte Editas per 30. juni 2024 318,3 millioner dollar i kontanter, kontantekvivalenter og lett omsettelige verdipapirer.

“Jeg er stolt av Editas‑teamets arbeid og vår fremgang i første halvdel av 2024 mens vi kommer nærmere å bli et kommersielt fase‑selskap og fortsetter å utvikle klinisk differensierte, transformative medisiner for mennesker som lever med alvorlige, tidligere ubehandlelige sykdommer.”

– Gilmore O’Neill, administrerende direktør i Editas Medicine

Klikk her for å lære alt om investering i Editas Medicine.

#2. Spark Therapeutics

Tidligere et frittstående amerikansk børsnotert selskap, ble Spark kjøpt opp av det sveitsiske multinasjonale helseselskapet Roche i 2019 i en avtale på 4,8 milliarder dollar. Med en markedsverdi på 261,48 millioner dollar handles Roche‑aksjene for tiden til 40,39 $, opp 11,48 % år‑til‑dato. Selskapet har en P/E (TTM) på 19,01 og en EPS (TTM) på 2,12 og betaler en utbytteavkastning på 3,34 %.

Roche Group‑administrerende direktør Thomas Schienecke rapporterte «svært sterk vekst i første halvår» under selskapets 2Q24‑resultatkall. Dette ble drevet av en 8 % økning i salget. Selskapets reseptbelagte medisin, Sauvimo, er godkjent i USA for behandling av personer med våt AMD.

Spark er imidlertid et gen‑terapiselskap som har utviklet Luxturna, den første FDA‑godkjente gen‑terapien for den arvelige retinalsykdommen LCA. Sent i fjor samarbeidet selskapet med SpliceBio om en ikke‑offentliggjort genetisk retinalsykdom. I henhold til avtalen mottok SpliceBio, et selskap for genetiske medisiner som bruker protein‑splicing for å utvikle gen‑terapier, 216 millioner dollar pluss royalties i betalinger.

Avslutningsvis er det mange gjennombrudd og teknologiske fremskritt i den medisinske verden som hjelper mennesker i ulike aldersgrupper med å gjenvinne synet og leve selvstendige og sunne liv, noe som peker mot en lysere fremtid for alle.

Klikk her for en liste over de beste CRISPR‑selskapene å investere i.