Победа над дегенеративными заболевания зрения возможна уже в 2017 году

Команда ученых-нейрологов и неврологов из Италии доказала, что фотогальванический полимер может восстанавливать светочувствительные возможности поврежденной сетчатки. Редакция Likarni.com публикует результаты исследования.

*Возрастная дегенерация сетчатки глаза — одна из основных причин ухудшения зрения у людей в возрасте старше шестидесяти лет.

Ученые из Итальянского технологического института в Генуе изобрели способ лечения дегенеративных заболеваний зрения. На данный момент исследования проводились на животных, в 2017 году будут проведены первые вмешательства посредством новой методики на глазах человека.

Люди с пигментным ретинитом и некоторыми формами макулярной дегенерации сетчатки теряют зрение, потому что их фоторецепторные клетки — светочувствительные палочки и колбочки в сетчатке — перестают работать или умирают. Итальянские ученые утверждают, что вживление органического полимера в сетчатки людей с подобными заболеваниями решит эту проблему. Полимер, который преобразует свет в электрический импульс работает без источника питания, который необходим существующим моделям искусственных протезов сетчатки.

Главное преимущество

Ранее разработанные имплантаты сетчатки — электродные массивы, которые заменяют функцию отсутствующих клеток, имеют ограниченное разрешение и зависят от жестких микрочипов, которые не могут повторить кривизну глазного дна.

«Даже тонкая кремниевая микросхема не изгибается, поэтому органический полимер может быть следующим поколением потенциальных протезов сетчатки, которые могли бы обеспечить больший охват частей сетчатки, потому что он позволяет сгибаться», — говорит Стивен Роуз, главный научный сотрудник лаборатории Некоммерческая организация «Fighting Blindness».

На фото Phoenix99 — бионический глаз, разработанный группой ученых из Университета Нового Южного Уэльса, является полностью имплантируемые глаз, который имеет первую в мире технологию нейронной стимуляции.

Итальянские ученые во главе с нейробиологом Фабио Бенфенати и материаловедом Гульельмо Ланзани начали с того, что Бенфенати называет «сумасшедшей идеей»: «попытаться вырастить нейроны поверх этих фотоэлектрических полимеров и посмотреть, может ли освещение полимера вызвать возбуждение Нейронов». Как он и его соавторы сообщили в 2011 году, это оказалось возможным.

Fabio Benfenati. Директор Центра синаптической неврологии и технологий, Итальянский технологический институт.

Эксперименты на крысах доказали эффективность

В новом исследовании поврежденные сетчатки были помещены на кусочек стекла, покрытого полимером. Бенфенати и коллеги записали электрическую активность оставшихся нейронов сетчатки, которые обычно посылали аксоны в мозг в ответ на свет. Когда они освещали установку, обнаруживалась активность нейронов, сходная с тем, что наблюдалось в неповрежденной сетчатке. Когда полимер подвергается воздействию света, на его поверхности накапливаются отрицательные заряды, которые снимают положительные заряды с внешней стороны нейрона, вызывая его срабатывание.

Сетчатки на покрытом полимером стекле реагировали на дневные уровни яркости, что является прорывом, но полимер не реагировал на полный диапазон света и яркости, с которыми справляются нормальные фоторецепторы. Авторы предполагают, что будущие поколения фотоэлектрических полимеров могут это сделать. Покрытые полимером имплантаты уже были установлены у крыс с пигментным ретинитом.

Ученые имплантировали искусственную сетчатку крысам, специально выведенным с дегенерацией сетчатки. Исследование проводилось на протяжении месяца, в результате был проведен сравнительный тест на светочувствительность. В качестве контрольной группы были взяты больные крысы из того же поколения, но не проходившие лечение.

Как известно, при свете зрачок сужается, в темноте — расширяется (зрачковый рефлекс). При яркости света чуть ярче, чем при полнолунии — у крыс с искусственной сетчаткой не было выявлено значимых отличий от больных. А вот при 4–5 люкс (как при сумерках) — зрачки крыс с имплантатом реагировали почти так же, как зрачки здоровых мышей.

Спустя 10 месяцев имплантат продолжал эффективно работать

У всех трех групп крыс зрение несколько ухудшилось из-за возрастных изменений.

С помощью ПЭТ (позитронно-эмиссионной томографии) ученые проверили активность мозга крыс во время тестов на чувствительность к свету и обнаружили рост активности в зрительной коре, отвечающей за обработку визуальной информации.

Полученные результаты позволили команде сделать вывод, что имплантат активирует «остаточные нейронные схемы в дегенеративной сетчатке».

Следующий этап — изучение эффекта от имплантации “протезов” на людях.

«Мы надеемся воспроизвести на людях такие же прекрасные результаты, какие получили при эксперименте с животными» — говорит одна из исследователей, офтальмолог Грация Пертиле.

Другой перспективный метод лечения таких болезней — редактирование генома с помощью технологии CRISPR. В прошлом году группа офтальмологов из США использовала клетки кожи пациента с пигментным ретинитом, чтобы вырастить стволовые клетки, содержащие мутированный геном, отвечающий за слепоту. CRISPR позволила успешно «вылечить» дефектный ген. Так как эксперименты на людях были запрещены в момент проведения исследований, эффективность метода не доказана. Ученые настаивают на том, что трансплантация здоровых клеток могла бы восстановить потерянное зрение.