Para ilmuwan dari University of California, Berkeley, menyisipkan gen untuk reseptor cahaya hijau ka dalam mata tikus buta. Sebulan kemudian, tikus-tikus tersebut memiliki kemampuan berjalan seperti biasa bahkan di sekitar rintangan semudah tikus normal yang tanpa memiliki masalah pada penglihatan. Mereka juga dapat melihat gerakan, perubahan kecerahan lebih dari seribu kali lipat dari sebelumnya saat masih buta dan detail halus pada iPad yang cukup untuk membedakan berbagai huruf.
Para peneliti mengatakan bahwa dalam waktu tiga tahun terapi gen — yang disampaikan melalui virus yang tidak aktif — dapat dicoba pada manusia yang kehilangan penglihatan yang disebabkan oleh degenerasi retina, idealnya memberikan kepada mereka penglihatan yang cukup untuk melakukan pergerakan dan berpotensi memulihkan kemampuan mereka untuk membaca atau menonton video.
“Anda akan menyuntikkan virus ini pada mata seseorang dan, beberapa bulan kemudian, mereka akan melihat segalanya,” kata Ehud Isacoff, seorang profesor biologi molekuler dan sel UC Berkeley serta direktur Helen Wills Neuroscience Institute.
“Dengan penyakit neurodegeneratif retina, apa yang seringkali semua orang coba lakukan adalah dengan menghentikan atau memperlambat degenerasi lebih lanjut lagi. Tetapi sesuatu yang mengembalikan penglihatan dalam beberapa bulan — itu adalah hal yang menakjubkan untuk dipikirkan.”
Saat ini, pilihan untuk pasien semacam itu terbatas pada implan sepasang mata elektronik yang dihubungkan pada sebuah kamera video yang berada di atas sepasang kacamata. Selain terkesan kaku dan invasif, cara ini biayanya mahal untuk menghasilkan gambar yang setara pada retina. Saat ini, resolusinya hanya hingga beberapa ratus piksel saja. Padahal penglihatan yang normal dan tajam melibatkan dari jutaan piksel.
Mengoreksi cacat genetik yang bertanggung jawab atas degenerasi retina juga tidak mudah, karena ada lebih dari 250 mutasi genetik berbeda yang bertanggung jawab atas retinitis pigmentosa saja. Sekitar 90 persen dari ini membunuh sel fotoreseptor retina – batang, peka terhadap cahaya redup, dan kerucut, untuk persepsi warna siang hari. Tetapi degenerasi retina biasanya menyisakan lapisan sel retina lainnya, termasuk sel bipolar dan ganglion retina, yang dapat tetap sehat, meskipun tidak peka terhadap cahaya, selama beberapa dekade setelah orang menjadi benar-benar buta.
Dalam percobaannya terhadap tikus, tim peneliti UC Berkeley telah berhasil membuat 90 persen sel ganglion retina menjadi lebih peka terhadap cahaya.
Sel ganglion retina adalah sejenis sel syaraf yang terletak di dekat permukaan bagian dalam (lapisan sel ganglion) dari retina, yang menerima berbagai informasi visual dari fotoreseptor.
Isacoff, Flannery dan rekan-rekannya dari UC Berkeley telah melaporkan keberhasilannya dalam sebuah artikel yang muncul secara online di Nature Communications.
Untuk mengembalikan penglihatan pada tikus-tikus buta ini, para peneliti merancang sejenis virus yang ditargetkan pada sel ganglion retina yang telah diisi dengan gen untuk reseptor yang peka terhadap cahaya yaitu opsin sel kerucut hijau (panjang gelombang menengah).
Biasanya, opsin ini diekspresikan hanya oleh sel-sel kerucut fotoreseptor dan membuatnya sensitif terhadap cahaya (panjang gelombang) hijau hingga kuning. Ketika disuntikkan pada mata, virus tersebut membawa gen ke dalam sel ganglion, yang biasanya tidak sensitif terhadap cahaya, dan membuatnya menjadi peka terhadap cahaya sehingga mampu mengirim sinyal ke otak yang ditafsirkan sebagai penglihatan.
Opsin adalah protein transmembran yang sensitif terhadap cahaya, yang terikat pada aldehida vitamin A.
“Sampai batas yang kami bisa uji pada tikus, Anda tidak bisa mengetahui perilaku tikus yang diperlakukan secara optogenetis dari tikus normal tanpa peralatan khusus,” kata Flannery. “Masih harus dilihat apa yang diterjemahkan pada seorang pasien.”
Untuk pengobatan pada manusia, mereka perlu menyuntikkan lebih banyak partikel virus karena mata manusia mengandung ribuan kali lebih banyak sel ganglion daripada mata tikus. Tetapi tim UC Berkeley telah mengembangkan sebuah cara untuk meningkatkan pengiriman virus dan berharap untuk memasukkan sensor cahaya baru ke dalam persentase sel ganglion yang sama tinggi, jumlah yang setara dengan jumlah piksel yang sangat tinggi pada kamera.
Dengan menggunakan Adeno-associated virus (AAV) yang secara alami menginfeksi sel-sel ganglion, Flannery dan Isacoff berhasil mengirimkan gen untuk opsin retina ke dalam genom sel-sel ganglion. Tikus yang sebelumnya buta memperoleh penglihatannya yang berlangsung hingga seumur hidup.
“Bahwa sistem ini bekerja sangat, sangat memuaskan, sebagian karena itu juga sangat sederhana,” kata Isacoff. “Ironisnya, Anda sebenarnya bisa melakukan ini sejak 20 tahun yang lalu.”
Tikus yang buta mendapatkan kembali kemampuannya untuk melakukan salah satu perilaku paling alami mereka: mengenali dan menjelajahi objek tiga dimensi.
”Di sini, fitur mencolok lain dari sistem muncul, Isacoff berkata: Jalur sinyal opsin sel kerucut hijau beradaptasi. Hewan yang sebelumnya buta menyesuaikan dengan perubahan kecerahan dan bisa melakukan tugas seperti halnya hewan yang dapat melihat. Adaptasi ini bekerja pada kisaran sekitar seribu kali lipat – perbedaannya, pada dasarnya, antara pencahayaan rata-rata di dalam dan luar ruangan.
Tim UC Berkeley sekarang sedang menguji variasi pada tema yang dapat mengembalikan penglihatan pada warna dan lebih meningkatkan ketajaman dan adaptasinya.
