Οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει ένα εμφύτευμα αμφιβληστροειδούς που μπορεί να αποκαταστήσει την απώλεια όρασης σε αρουραίους και σχεδιάζει να δοκιμάσει τη διαδικασία στους ανθρώπους αργότερα αυτό το έτος.
Το εμφύτευμα, το οποίο μετατρέπει το φως σε ηλεκτρικό σήμα που διεγείρει νευρώνες του αμφιβληστροειδούς, θα μπορούσε να δώσει ελπίδα σε εκατομμύρια ανθρώπους που εμφανίζουν εκφυλισμό του αμφιβληστροειδούς, συμπεριλαμβανομένης της αμφιβληστροειδοπάθειας, στην οποία τα κύτταρα των φωτοϋποδοχέων στο μάτι αρχίζουν να διασπώνται, οδηγώντας σε τύφλωση.
Ο αμφιβληστροειδής βρίσκεται στο πίσω μέρος του ματιού και αποτελείται από εκατομμύρια από αυτούς τους φωτοϋποδοχείς που είναι ευαίσθητοι στο φως. Ωστόσο, οι μεταλλάξεις σε οποιοδήποτε από τα 240 αναγνωρισμένα γονίδια μπορούν να οδηγήσουν σε εκφυλισμό του αμφιβληστροειδούς, όπου αυτά τα κύτταρα φωτοϋποδοχέα πεθαίνουν, ακόμη και όταν οι νευρώνες του αμφιβληστροειδούς γύρω τους είναι ανεπηρέαστοι.
Επειδή τα νεύρα του αμφιβληστροειδούς παραμένουν άθικτα και λειτουργικά, η προηγούμενη έρευνα έχει εξετάσει τη θεραπεία της αμφιβληστροειδίτιδας με συσκευές βιολογικού ματιού που διεγείρουν τους νευρώνες με φώτα, ενώ άλλοι επιστήμονες έχουν διερευνήσει την επεξεργασία των γονιδίων CRISPR για την αποκατάσταση των μεταλλάξεων που προκαλούν τύφλωση.
Τώρα, μια ομάδα με επικεφαλής το Ιταλικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας έχει αναπτύξει μια νέα προσέγγιση, με μια εμφύτευση προσθετική στο μάτι, που χρησιμεύει ως αντικαταστάτης εργασίας για έναν κατεστραμμένο αμφιβληστροειδή.
Το ημιαγώγιμο πολυμερές δρα ως φωτοβολταϊκό υλικό, απορροφώντας φωτόνια όταν το φως εισέρχεται στον φακό του οφθαλμού. Όταν συμβαίνει αυτό, ο ηλεκτρισμός διεγείρει τους νευρώνες του αμφιβληστροειδούς, γεμίζοντας το χάσμα που απομένει από τους φυσικούς αλλά κατεστραμμένους φωτοϋποδοχείς του ματιού.
Το εμφύτευμα κατασκευάζεται από λεπτό στρώμα αγώγιμου πολυμερούς, τοποθετείται σε υπόστρωμα με βάση το μετάξι και καλύπτεται με ημιαγώγιμο πολυμερές.
Για να δοκιμάσουν τη συσκευή, οι ερευνητές εμφύτευσαν τον τεχνητό αμφιβληστροειδή στα μάτια των αρουραίων που εκτρέφονται για να αναπτύξουν ένα μοντέλο τρωκτικού, του εκφυλισμού του αμφιβληστροειδούς – που ονομάζεται αρουραίος του Royal College of Surgeons (RCS).
Αφού οι αρουραίοι είχαν επουλωθεί από τη λειτουργία 30 ημέρες αργότερα, οι ερευνητές εξέτασαν πόσο ευαίσθητο ήταν το φως – που ονομάζεται φωτοαντανακλαστικό των κόρων – σε σύγκριση με υγιείς αρουραίους και αρουραίους χωρίς RCS.
Στη χαμηλή ένταση 1 lux – λίγο πιο φωτεινό από το φως από την πανσέληνο – οι αρουραίοι που υποβλήθηκαν σε αγωγή δεν είχαν πολύ μεγαλύτερη ανταπόκριση από τους αρουραίους χωρίς RCS.
Όμως, καθώς το φως αυξήθηκε σε περίπου 4-5 lux – περίπου το ίδιο με ένα σκοτεινό ουρανό – η απόκριση των κορών των αρουραίων που υπέστησαν αγωγή, ήταν σε μεγάλο βαθμό αδιαίρετη από τα υγιή ζώα.
Όταν επανεξετάστηκαν οι αρουραίοι σε έξι με δέκα μήνες μετά τη χειρουργική επέμβαση, το εμφύτευμα ήταν ακόμα αποτελεσματικό στους αρουραίους – παρόλο που όλοι οι αρουραίοι στις εξετάσεις (συμπεριλαμβανομένων των αρουραίων που υποβλήθηκαν σε αγωγή, τα υγιή ζώα και οι έλεγχοι RCS) ήταν μεγαλύτεροι.
Με τη χρήση τομογραφίας εκπομπής ποζιτρονίων (PET) για την παρακολούθηση της εγκεφαλικής δραστηριότητας των αρουραίων κατά τη διάρκεια των δοκιμών ευαισθησίας στο φως, οι ερευνητές είδαν μια αύξηση στη δραστηριότητα του πρωτογενούς οπτικού φλοιού, ο οποίος επεξεργάζεται οπτικές πληροφορίες.
Με βάση τα αποτελέσματα, η ομάδα καταλήγει στο συμπέρασμα ότι το εμφύτευμα ενεργοποιεί άμεσα «υπολειμματικά νευρωνικά κυκλώματα στον εκφυλισμένο αμφιβληστροειδή», αλλά θα απαιτηθεί περαιτέρω έρευνα για να εξηγήσουμε με ακρίβεια πώς λειτουργεί η διέγερση σε βιολογικό επίπεδο.
«Η λεπτομερής αρχή της λειτουργίας των προθέσεων παραμένει αβέβαιη», εξηγούν στην μελέτη τους.
Ενώ δεν υπάρχουν εγγυήσεις ότι τα αποτελέσματα που παρατηρούνται σε αρουραίους θα μεταφραστούν στους ανθρώπους, η ομάδα ελπίζει ότι θα γίνει – και από τους ήχους των πραγμάτων, δεν θα είναι πολύ μακριά μέχρι να το ανακαλύψουμε.
«Ελπίζουμε να αναπαράγουμε στους ανθρώπους τα εξαιρετικά αποτελέσματα που έχουν αποκτηθεί σε ζωικά μοντέλα», λέει μία από τους ερευνητές, η οφθαλμίατρος Grazia Pertile από την Sacred Heart Don Calabria στο Negrar της Ιταλίας.
«Σχεδιάζουμε να πραγματοποιήσουμε τις πρώτες δοκιμές στον άνθρωπο κατά το δεύτερο εξάμηνο του τρέχοντος έτους και να συλλέξουμε προκαταρκτικά αποτελέσματα κατά το 2018. Αυτό το εμφύτευμα θα μπορούσε να αποτελέσει σημείο καμπής στη θεραπεία εξαιρετικά εξουθενωτικών ασθενειών του αμφιβληστροειδούς».
Επιστημονικό Άρθρο:
José Fernando Maya-Vetencourt, Diego Ghezzi, Maria Rosa Antognazza, Elisabetta Colombo, Maurizio Mete, Paul Feyen, Andrea Desii, Ambra Buschiazzo, Mattia Di Paolo, Stefano Di Marco, Flavia Ticconi, Laura Emionite, Dmytro Shmal, Cecilia Marini, Ilaria Donelli, Giuliano Freddi, Rita Maccarone, Silvia Bisti, Gianmario Sambuceti, Grazia Pertile, Guglielmo Lanzani & Fabio Benfenati. A fully organic retinal prosthesis restores vision in a rat model of degenerative blindness. Nature Materials volume 16, pages 681–689 (2017).
