Пробив в офталмологията: ослепeли от старост гризачи са си върнали зрението с помощта на наночастици

Италиански учени при помощта на полимерни наночастици, инжектирани в областта пред ретината, са успели да възстановят зрението на ослепели възрастни мишки. Този нов метод, освен че открива нов път за лечението на дегенеративна слепота при възрастни хора, се предполага, че ще може да се използва при други заболявания на централната нервна система, когато се изисква избирателно да се включва една или друга група неврони. Подробни резултати от изследването са публикувани в научното списание Nature Nanotechnology.

Организмът старее неравномерно. Първите кандидати за излизане от строя са едни от най-необходимите за живота органи – очи, зъби, мозък. Губейки своята работоспособност, те предизвикват верижна реакция за влошаване на останалите органи, които биха могли да служат още дълги години. Но за щастие, възстановявайки тяхната работа, някои от тези процеси могат да бъдат спрени и даже да бъдат обърнати в обратната посока. Например, светочувствителните протеини-рецептори в очите износват клетките на ретината с всеки нов приет квант светлина. Но последните разработки в областта на нанотехнологиите нагледно показват, че остарялата ретина може да се възстанови.

Такова изследване е проведено от калаборация от учени от италианския Център по синаптически невронауки и технологии към Центъра по нанонауки и технологии (Centre for Synaptic Neuroscience and Technology at the Center for Nano Science and Technology) и техни колеги от университетите в Пиза, Милано и Гренада. Освен това са участвали специалисти от болниците в Генуа, Неграре и Мантуа.

Всеки рецептор в нашия организъм, приемащ един или друг сигнал и след това изпращайки го на пътешествие по нервната система, се явява преобразуван неврон, имащ специфични механизми за приемане на тези сигнали. Но задачата на всички рецептори е една – да превърнат енергията на дразнителя, било то от натиск върху кожата или фотон светлина, в електрически сигнал, разбираем за мозъка.

В случая с ретината, процесът на преобразуване на сигнала в рецептора износва светочувствителните протеини, намиращи се на повърхността на невроните на ретината. Затова, когато ресурсът на протеина-рецептор е изчерпан, невронът все още продължава да живее, въпреки че е безполезен от гледна точка на възприемането на светлина. Създадените от учените наночастици заменят разрушените с времето рецептори, връщайки на невроните на ретината смисъла на съществуване.

Само една микроинжекция в окото, в пространството пред ретината, е връщала зрението на възрастни сляпи мишки. Наночастиците се разполагали на вече отработилите своето рецептори и невроните на ретината отново започвали да проявяват електрическа активност в отговор на светлината. При това наночастиците не предизвиквали възпаление, тъй като притежават висока биосъвместимост.

Съдейки по поведението на мишките, животните след само една подобна манипулация са започнали да виждат абсолютно нормално. За да се убедят в това, учените са изучили мозъчната активност на отново прогледналите гризачи. След инжекцията с наночастици, активността на зрителната кора на по-рано ослепелите мишки започнала да функционира както при младите и здрави екземпляри. И този ефект се съхранил в продължение на осем месеца.

Наночастиците получили името P3HT-NPs. Имайки диаметър от 300 нанометра, те не могат да проникнат в самия неврон и затова остават в извънклетъчното пространство, тоест на повърхността на нервните клетки. Всъщност те стават „протеза“ на светочувствителните рецептори.

При това те могат да се разпределят по повърхността на ретината и за разлика от съществуващите вече протези на ретината, позволяват да се възстанови целия орган, а не малка част от него, както досега.

„Това е елементарна хирургическа манипулация в сравнение с имплантирането на протеза на ретината. Наночастиците потенциално възстановяват цялото зрително поле, което отваря съвършено нов път за клиничното използване на полимерните частици P3HT-NPs в случай на дегенеративна слепота“. – резюмира водещия специалист в изследването Матиа Брамини.

В изследването с животните са били потвърдени ефективността и безопасността на новия метод. И въпреки че изпробването на новата методика при хора е още далеч, резултатите са изключително обещаващи. Ако новия метод бъде внедрен в клиничнaта практика, лечението на възрастните хора при дегенеративна слепота ще става значително по-лесно и надеждно.

Освен това тези частици, състоящи се от полупроводникови полимери, могат да се използват за лечение на други заболявания на централната нервна система, когато се изисква избирателно да се включва една или друга група неврони.