Златни наночастици възстановяват зрението при макулна дегенерация

Ново проучване на изследователи от Университета Браун предполага, че златни наночастици – микроскопични парченца злато, хиляди пъти по-тънки от човешки косъм – един ден биха могли да бъдат използвани за възстановяване на зрението при хора с макулна дегенерация и други заболявания на ретината.

В проучване, публикувано в списанието ACS Nano, изследователският екип показва, че наночастици, инжектирани в ретината, могат успешно да стимулират зрителната система и да възстановят зрението при мишки със заболявания на ретината.

Констатациите показват, че наночастици, използвани в комбинация с малко лазерно устройство, носено в очила, един ден може да помогнат на хора със заболявания на ретината да видят отново.

„Това е нов тип протеза за ретината, която има потенциала да възстанови зрението, загубено поради дегенерация на ретината, без да е необходима каквато и да е сложна хирургическа намеса или генетична модификация“, казва Джиаруи Ние, която ръководи изследването, докато завършва докторантурата си в Браун. Вярваме, че тази техника би могла потенциално да трансформира подходите за лечение на дегенеративни състояния на ретината.“

Ние извършва проучванията, докато работи в лабораторията на доц. Джонгван Лий, преподавател в Института за мозъчни науки „Карни“ към Браун, който ръководи проучването и е старши автор на изследването.

Нарушения на ретината като макулна дегенерация и пигментен ретинит засягат милиони хора по света. Тези състояния увреждат светлочувствителните клетки в ретината, наречени фоторецептори – „пръчиците“ и „конусчетата“, които преобразуват светлината в малки електрически импулси. Тези импулси стимулират други видове клетки по-нагоре по зрителната верига, наречени биполярни и ганглийни клетки, които обработват сигналите от фоторецепторите и ги изпращат към мозъка.

Този нов подход използва наночастици, инжектирани директно в ретината, за да заобиколи увредените фоторецептори. Когато инфрачервената светлина е фокусирана върху наночастиците, те генерират малко количество топлина, което активира биполярните и ганглийните клетки по същия начин, както правят импулсите на фоторецепторите. Нарушения като макулна дегенерация засягат предимно фоторецепторите, оставяйки биполярните и ганглийните клетки непокътнати, а стратегията има потенциала да възстанови загубено зрение.

В новото проучване изследователският екип тества подхода с наночастици в ретината при мишки с нарушения на ретината. След инжектиране на течен разтвор с наночастици, изследователите използват моделирана лазерна светлина в инфрачервената област, за да проектират форми върху ретината. Използвайки сигнал за откриване на клетъчна активност, екипът потвърждава, че наночастиците възбуждат биполярни и ганглийни клетки, съответстващи на формите, проектирани от лазера. Експериментите показват, че нито разтворът с наночастици, нито лазерната стимулация причиняват забележими нежелани странични ефекти.

Използвайки сонди, изследователите потвърждават, че лазерната стимулация на наночастиците е причинила повишена активност в зрителните кортекси на мишките – индикация, че липсващи преди това зрителни сигнали са били предавани и обработвани от мозъка. Изследователите казват, че това е знак, че зрението е било поне частично възстановено, което е добър знак за потенциално пренасяне на подобна технология при хора.

За човешка употреба, изследователите предвиждат система, която комбинира наночастиците с лазерна система, монтирана в очила. Камерите в очилата биха събирали данни за изображения от външния свят и биха ги използвали, за да управляват инфрачервения лазер. Лазерните импулси след това биха стимулирали наночастиците в ретината на хората, позволявайки им да виждат. Подходът е подобен на този, одобрен от Агенцията по храните и лекарствата за човешка употреба преди няколко години. По-старият подход комбинираше система от камери с малък електроден масив, който се имплантира хирургически в окото. Подходът с наночастици има няколко ключови предимства, според Ние.

„Като начало, той е далеч по-малко инвазивен. За разлика от хирургията, „интравитреалната инжекция е една от най-простите процедури в офталмологията“, казва Ние. Има и функционални предимства. Разделителната способност на предишния подход беше ограничена от размера на електродния масив – около 60 пиксела. Тъй като разтворът с наночастици покрива цялата ретина, новият подход би могъл потенциално да покрие цялото зрително поле на човек. И тъй като наночастиците реагират на инфрачервена светлина, за разлика от визуалната светлина, системата не е задължително да пречи на остатъчното зрение, което човек може да запази.“

„Необходима е още работа, преди подходът да може да бъде изпробван в клинична обстановка, казва Ние, но това ранно изследване показва, че е възможно. Показахме, че наночастиците могат да останат в ретината в продължение на месеци без сериозна токсичност. И показахме, че те могат успешно да стимулират зрителната система. Това е много окуражаващо за бъдещи приложения.“ Източник: neurosciencenews.com