Brown Üniversitesi'nden bir grup araştırmacı, makula dejenerasyonu ve diğer retina bozukluklarından etkilenen kişilerin görme yetisini geri kazanmalarına yardımcı olabilecek umut verici yeni bir yaklaşım belirledi.
PROVIDENCE, RI [Brown Üniversitesi] — Brown Üniversitesi araştırmacılarının yaptığı yeni bir çalışma, insan saçından binlerce kat daha ince olan mikroskobik altın parçacıkları olan altın nanopartiküllerinin, bir gün makula dejenerasyonu ve diğer retina bozuklukları olan kişilerde görme yetisini geri kazandırmak için kullanılabileceğini öne sürüyor.
ACS Nano dergisinde yayınlanan ve Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından desteklenen bir çalışmada, araştırma ekibi retinaya enjekte edilen nanopartiküllerin görsel sistemi başarılı bir şekilde uyarabileceğini ve retina bozuklukları olan farelerde görmeyi geri kazandırabileceğini gösterdi. Bulgular, nanopartiküllerin gözlük veya gözlük camlarına takılan küçük bir lazer cihazıyla birlikte kullanıldığı yeni bir görsel protez sisteminin bir gün retina bozuklukları olan kişilerin tekrar görmelerine yardımcı olabileceğini öne sürüyor.
Brown'da doktorasını tamamlarken araştırmaya öncülük eden Ulusal Sağlık Enstitüleri'nde doktora sonrası araştırmacı olan Jiarui Nie, "Bu, retina dejenerasyonu nedeniyle kaybedilen görmeyi herhangi bir karmaşık cerrahi veya genetik değişiklik gerektirmeden geri getirme potansiyeline sahip yeni bir retina protezi türüdür" dedi. "Bu tekniğin retina dejeneratif durumları için tedavi paradigmalarını potansiyel olarak değiştirebileceğine inanıyoruz."
Nie, çalışmayı Brown Mühendislik Okulu'nda doçent ve Brown'ın Carney Beyin Bilimi Enstitüsü'nde öğretim üyesi olan ve çalışmayı denetleyen ve çalışmanın kıdemli yazarı olarak görev yapan Jonghwan Lee'nin laboratuvarında çalışırken gerçekleştirdi .
Makula dejenerasyonu ve retinitis pigmentosa gibi retina bozuklukları ABD'de ve dünya çapında milyonlarca insanı etkiler. Bu durumlar, ışığı minik elektrik darbelerine dönüştüren "çubuklar" ve "koniler" olan fotoreseptörler adı verilen retinadaki ışığa duyarlı hücrelere zarar verir. Bu darbeler, bipolar ve ganglion hücreleri adı verilen ve fotoreseptör sinyallerini işleyip beyne gönderen görsel zincirde daha yukarıda bulunan diğer hücre tiplerini uyarır.
Bu yeni yaklaşım, hasarlı fotoreseptörleri atlatmak için doğrudan retinaya enjekte edilen nanopartiküller kullanır. Kızılötesi ışık nanopartiküllere odaklandığında, fotoreseptör darbelerinin yaptığı gibi bipolar ve ganglion hücrelerini aktive eden küçük bir ısı miktarı üretirler. Maküler dejenerasyon gibi bozukluklar çoğunlukla fotoreseptörleri etkilerken bipolar ve ganglion hücrelerini sağlam bıraktığı için, stratejinin kaybedilen görüşü geri getirme potansiyeli vardır.
Bu yeni çalışmada, araştırma ekibi nanopartikül yaklaşımını fare retinalarında ve retina bozuklukları olan canlı farelerde test etti. Araştırmacılar sıvı bir nanopartikül solüsyonu enjekte ettikten sonra, retinalara şekiller yansıtmak için desenli yakın kızılötesi lazer ışığı kullandılar. Hücresel aktiviteyi tespit etmek için bir kalsiyum sinyali kullanan ekip, nanopartiküllerin lazer tarafından yansıtılan şekillerle eşleşen desenlerde bipolar ve ganglion hücrelerini uyardığını doğruladı.
Deneyler, ne nanopartikül solüsyonunun ne de lazer uyarımının, metabolik belirteçlerin iltihap ve toksisite için gösterdiği gibi, tespit edilebilir olumsuz yan etkilere neden olmadığını gösterdi. Araştırmacılar, nanopartiküllerin lazer uyarımının farelerin görsel kortekslerinde artan aktiviteye neden olduğunu doğruladılar; bu, daha önce mevcut olmayan görsel sinyallerin beyin tarafından iletildiği ve işlendiği anlamına geliyor. Araştırmacılar, bunun, görmenin en azından kısmen geri kazanıldığının bir işareti olduğunu ve benzer bir teknolojiyi insanlara potansiyel olarak aktarmak için iyi bir işaret olduğunu söylüyorlar.
Araştırmacılar, insan kullanımı için nanopartikülleri bir çift gözlük veya gözlük camına monte edilmiş bir lazer sistemiyle birleştiren bir sistem öngörüyor. Gözlüklerdeki kameralar dış dünyadan görüntü verileri toplayacak ve bunu kızılötesi lazerin desenlemesini yönlendirmek için kullanacak. Lazer darbeleri daha sonra insanların retinalarındaki nanopartikülleri uyararak görmelerini sağlayacak.
Yaklaşım, birkaç yıl önce Gıda ve İlaç Dairesi tarafından insan kullanımı için onaylanan yaklaşıma benzer. Eski yaklaşım, cerrahi olarak göze yerleştirilen küçük bir elektrot dizisiyle bir kamera sistemini birleştiriyordu. Nie'ye göre nanopartikül yaklaşımının birkaç önemli avantajı var.
Başlangıç olarak, çok daha az invazivdir. Ameliyatın aksine, "intravitreal enjeksiyon oftalmolojideki en basit prosedürlerden biridir" dedi Nie.
- avantajlar da var. Önceki yaklaşımın çözünürlüğü elektrot dizisinin boyutuyla sınırlıydı - yaklaşık 60 kare piksel. Nanopartikül çözümü tüm retinayı kapladığı için, yeni yaklaşım potansiyel olarak birinin tüm görüş alanını kaplayabilir. Ve nanopartiküller görsel ışığa karşı yakın kızılötesi ışığa tepki verdiği için, sistem bir kişinin sahip olabileceği herhangi bir kalıntı görüşü mutlaka etkilemez.
Nie, yaklaşımın klinik ortamda denenebilmesi için daha fazla çalışma yapılması gerektiğini ancak bu erken araştırmaların bunun mümkün olduğunu gösterdiğini söyledi.
Nie araştırma hakkında, "Nanopartiküllerin retinada aylarca büyük bir toksisite olmadan kalabildiğini gösterdik," dedi. "Ve görsel sistemi başarılı bir şekilde uyarabildiklerini gösterdik. Bu, gelecekteki uygulamalar için çok cesaret verici."
Araştırma, Ulusal Sağlık Enstitüleri Ulusal Göz Enstitüsü (R01EY030569), Çin Burs Konseyi bursu, Suudi Arabistan Kültür Misyonu bursu ve Güney Kore Simyacı Proje Programı (RS-2024-00422269) tarafından finanse edildi. Ortak yazarlar arasında ayrıca Pusan Ulusal Üniversitesi'nden Profesör Kyungsik Eom, Brown Profesörü Tao Lui ve Brown öğrencileri Hafithe M. Al Ghosain, Alexander Neifert, Aaron Cherian, Gaia Marie Gerbaka ve Kristine Y. Ma yer almaktadır.
Kaynak: www.brown.edu