Технологичное прозрение: ослепшим от старости грызунам вернули зрение при помощи одной инъекции наночастиц

Зрение полностью восстанавливается после всего одной микроинъекции наночастиц.

Зрение полностью восстанавливается после всего одной микроинъекции наночастиц.
Иллюстрация Pixabay

По словам Маттиа Брамини, наночастицы стимулировали активацию интактных нейронов сетчатки, восстанавливая зрительные реакции без воспалительного процесса.

По словам Маттиа Брамини, наночастицы стимулировали активацию интактных нейронов сетчатки, восстанавливая зрительные реакции без воспалительного процесса.
Фото UGR.

Зрение полностью восстанавливается после всего одной микроинъекции наночастиц.
По словам Маттиа Брамини, наночастицы стимулировали активацию интактных нейронов сетчатки, восстанавливая зрительные реакции без воспалительного процесса.

Организм стареет неравномерно. Первые кандидаты на выход из строя – самые нужные для жизни органы – глаза, зубы, мозг. Теряя свою работоспособность, они к тому же вызывают цепную реакцию ухудшения функций остальных органов, которые могли бы служить ещё долгие годы. Но, к счастью, восстановив их работу, можно обернуть некоторые процессы вспять.

Например, светочувствительные белки-рецепторы глаза изнашивают клетки сетчатки с каждым новым воспринятым квантом света. Но последние разработки в области нанотехнологий наглядно показывают, что постаревшую сетчатку можно восстановить.

Исследования проводились коллаборацией учёных из Центра синаптических нейронаук и технологий Италии (Centre for Synaptic Neuroscience and Technology at the Center for Nano Science and Technology) с коллегами из Университетов Пизы, Милана и Гранады. Также были задействованы специалисты больниц в Генуе, Неграре и Мантуе.

Любой рецептор в нашем организме, принимающий тот или иной сигнал и затем отправляющий его в путешествие по нервной системе, является преобразованным нейроном, имеющим специфические механизмы для восприятия тех самых сигналов. Но задача у всех рецепторов одна – превратить энергию раздражителя, будь то давление на кожу или фотон света, в электрический сигнал, понятный мозгу.

В случае с сетчаткой процесс преобразования сигнала в рецепторе изнашивает светочувствительные белки, находящиеся на поверхности нейронов сетчатки. Поэтому, когда ресурс белка-рецептора исчерпан, нейрон всё ещё продолжает жить, хотя и становится бесполезен с точки зрения восприятия света. Созданные учёными наночастицы заменяют разрушившиеся со временем рецепторы, возвращая нейронам сетчатки смысл жизни.

Всего одна микроинъекция в глаз в пространство перед сетчаткой – и к слепой крысе возвращается зрение. Наночастицы располагаются на уже отслуживших своё нейронах сетчатки и те снова начинают проявлять электрическую активность в ответ на свет. При этом "вторженцы" не вызывают воспаления, так как обладают высокой биосовместимостью.

Судя по поведению крыс, животные после всего одной такой микроинъекции стали видеть абсолютно нормально.

Чтобы удостовериться в этом, учёные изучили мозговую активность прозревших грызунов. После инъекций наночастиц активность зрительной коры у ранее слепых крыс становилась такой же как у юных и здоровых зрячих сородичей. И этот эффект сохранялся до восьми месяцев.

Наночастицы получили название P3HT-NPs. Имея диаметр 300 нанометров, они не могут проникнуть в сам нейрон, а потому остаются во внеклеточном пространстве, то есть на поверхности нервных клеток. По сути они становятся "протезом" светочувствительных рецепторов.

При этом они могут распределяться по всей поверхности сетчатки и, в отличие от существующих протезов сетчатки, позволяют восстановить не небольшой участок, а весь орган.

По словам Маттиа Брамини, наночастицы стимулировали активацию интактных нейронов сетчатки, восстанавливая зрительные реакции без воспалительного процесса.

"Это простейшее хирургическое вмешательство по сравнению с имплантацией протеза сетчатки. Наночастицы потенциально восстанавливают всё поле зрения, что открывает совершенно новый путь для клинического применения полимерных наночастиц P3HT-NPs в случаях дегенеративной слепоты", – резюмирует ведущий специалист Маттиа Брамини (Mattia Bramini).

В исследовании на животных были подтверждены эффективность и безопасность нового подхода. И хотя до экспериментов на людях пока далеко, результаты весьма многообещающие.

Если новый метод будет введён в клиническую практику, лечение возрастных болезней глаз в будущем станет гораздо проще и надёжнее.

Стоит также добавить, что эти наночастицы, состоящие из полупроводниковых полимеров, могут быть применены и в лечении других заболеваний центральной нервной системы. Они пригодятся, когда требуется избирательно включить те или иные группы нейронов.

Подробные результаты проведённой работы были опубликованы в научном журнале Nature Nanotechnology.

Ранее Вести.Ru писали, как для профилактики разрушения сетчатки можно использовать инфракрасный фонарик, а также о методе восстановления зрения при миопии.