Introduction X-linked retinoschisis (XLRS) is a vitreoretinal dystrophy caused by RS1 gene mutations which disrupt retinoschisin protein function. A vital protein for maintaining retinal architecture, the absence of functional retinoschisin leads to the development of intraretinal cysts. The preliminary goal of this study was to investigate a low dose gene therapy in Rs1 knockout (Rs1-KO) mice; however, our experiments revealed an unexpected therapeutic effect of a hypertonic buffer, which led to further exploration of this effect. Methods 10 Rs1-KO mice were subretinally injected with an AAV2/4 vector containing the RS1 gene driven by an Ef1a promoter. 16 Rs1-KO mice were subretinally injected with a hypertonic buffer (180 mM NaCl 0.001% F68/PBS (pH 7.4)) or an isotonic buffer (155.2 mM NaCl 0.001% F68/PBS, pH 7.0) as a sham control. Endpoints included electroretinogram (ERG), optical coherence tomography (OCT), and a visually guided swim assay (VGSA). An immunohistochemistry assay was used to quantify cone density in buffer injected and treatment-naive eyes. Results Unexpectedly, hypertonic buffer-injected eyes had significantly reduced cyst severity at 1 month post-injection (MPI) (p=<0.0001), significantly higher amplitudes in cone-dominant ERGs persisting to 5 months post-injection (5 Hz flicker; p=0.0018; 3.0 Flash; p=0.0060) and demonstrated improved navigational vision in the light compared to untreated Rs1-KO eyes (p<0.0001). To investigate the role of tonicity on this effect, an isotonic buffer-injected cohort was created (155.2 mM NaCl 0.001% F68/PBS, pH 7.0) (n=6). Surprisingly, hypertonic buffer-injected eyes exhibited a greater reduction in cyst severity and demonstrated improved cone-dominant ERG metrics over isotonic buffer-injected eyes. Using an immunohistochemistry assay, we demonstrated greater cone density in hypertonic buffer-injected eyes than untreated controls (p=0.0147), suggesting a possible cone preservation mechanism. Moreover, our findings reveal a negative correlation between the peak severity of cysts and long-term cone-dominant ERG metrics, implying that effectively managing cysts could yield enduring benefits for cone function. Discussion/Conclusion This study presents evidence that cyst resolution can be triggered through an osmosis-dependent pathway, and cyst resolution can have long term effects on cone signaling and survival, offering potential insights for the development of novel treatments for patients with XLRS.

ABSTRACT Bardet Biedl Syndrome (BBS) is an autosomal recessive disorder caused by mutations in at least 22 different genes. A constant feature is early onset retinal degeneration leading to blindness, with variable central obesity, polydactyly, renal failure, and developmental anomalies. BBS type 10 (BBS10) is a common form caused by mutations in the BBS10 gene encoding a chaperonin-like protein. There are currently no treatments for the progressive vision loss. To aid in treatment development, a BBS10 mouse model was developed by knocking out the Bbs10 gene. Using optical coherence tomography (OCT), electroretinography (ERG), and a visually guided swim assay (VGSA), we demonstrate that Bbs10 -/- mice have progressive retinal degeneration. Cone electrical function was absent although cones were anatomically present on histology and retained partial function based on VGSA. The retinal outer nuclear layer (photoreceptor nuclei) progressively thinned as demonstrated on OCT and histology, and rod electrical activity decreased over time on ERG. These phenotypes are more rapidly progressive than retinal degeneration in the Bbs1 M390R/M390R knock-in mouse. They are consistent with a cone-rod dystrophy distinct from typical rod-cone degeneration in retinitis pigmentosa and recapitulate aspects of retinal degeneration observed in humans with BBS10. This study has implications for BBS10 gene therapy.