Injecties met gouddeeltjes herstellen het zicht bij blinde muizen, zo blijkt uit onderzoek

Een recent onderzoek waarin wordt voorgesteld om goudnanodeeltjes direct in het oog te injecteren, zou de eerste stap kunnen zijn naar een virtuele genezing voor bepaalde vormen van blindheid, met name die welke worden veroorzaakt door netvliesdegeneratie, zoals leeftijdsgebonden maculadegeneratie en retinitis pigmentosa.

In het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano , tonen onderzoekers aan dat injecties met goudpoeder het visuele systeem kunnen stimuleren en het zicht kunnen herstellen bij muizen met netvliesaandoeningen.

De ontdekking suggereert een mogelijk visueel prothesesysteem, dat de intravitreale injectie (tussen de lens en het netvlies) van gouden nanodeeltjes combineert met een laserapparaat in een bril. Door lichtbundels in het oog te projecteren, worden de nanodeeltjes geactiveerd, die op hun beurt de resterende zenuwcellen in het netvlies stimuleren.

In een verklaring zei de eerste auteur, Jiarui Nie van de Brown University in de VS: "Dit is een nieuw type netvliesprothese dat het potentieel heeft om het zicht te herstellen dat verloren is gegaan door netvliesdegeneratie, zonder dat er een complexe operatie of genetische modificatie nodig is."

Het onderzoek, onder leiding van onderzoekers aan de Brown University in Providence (Verenigde Staten), verandert de manier waarop we blindheid behandelen radicaal door een alternatief te bieden voor traditionele elektronische protheses. Bij deze techniek worden goudnanodeeltjes gebruikt als mini-licht-naar-warmteomzetters.

Testen van de injectie van gouddeeltjes in het netvlies

Netvliesziekten, zoals maculadegeneratie en retinitis pigmentosa, treffen miljoenen mensen over de hele wereld. Ze vernietigen fotoreceptoren (staafjes en kegeltjes), gespecialiseerde cellen die licht opvangen en omzetten in elektrische impulsen. Zonder deze signalen ontvangt de hersenen geen visuele informatie.

Bij de nieuwe techniek worden minuscule gouddeeltjes in het netvlies geïnjecteerd. Wanneer deze deeltjes worden blootgesteld aan infraroodlicht, worden de nog functionerende zenuwcellen licht verwarmd en gestimuleerd. Door de fotoreceptoren te omzeilen, wordt bij mensen met intacte netvliescellen het neurale pad van het gezichtsvermogen opnieuw geactiveerd.

Om de effectiviteit van hun systeem te testen, voerden de auteurs de aanpak uit op muizennetvliezen en op levende dieren met netvliesaandoeningen. Met behulp van een infraroodlaser projecteerden de onderzoekers visuele patronen op netvliezen die al behandeld waren met de gouddeeltjes.

De resultaten bewezen dat de zenuwcellen precies volgens de ontworpen patronen reageerden , wat duidt op functionele visuele receptie, zonder dat er bijwerkingen werden waargenomen, noch in de oplossing van nanodeeltjes, noch in de laserstimulatie, afhankelijk van specifieke markers.

Met behulp van sondes observeerden onderzoekers een verhoogde activiteit in de visuele cortex van behandelde knaagdieren. Dit wijst erop dat visuele signalen door de hersenen worden opgevangen en verwerkt. De resultaten suggereren een gedeeltelijk herstel van het gezichtsvermogen , met potentie voor toekomstige toepassing bij mensen.

Hoe kunnen we nieuwe technologie inzetten bij mensen?

Om het menselijk gebruik mogelijk te maken, integreerden de auteurs de nanodeeltjes in het netvlies en de lasers in camerabrillen. Deze vangen externe beelden op en zetten deze om in lichtpulsen om de deeltjes te stimuleren. Het idee is om een ​​visuele prothese te creëren die de traditionele chirurgische methoden vervangt.

De nieuwe technologie is minder invasief dan de oculaire implantaten die al door de FDA zijn goedgekeurd . De elektroden worden niet langer chirurgisch geïmplanteerd, maar vervangen door intravitreale injecties, momenteel een gebruikelijke procedure in de oogheelkunde. De oplossing elimineert chirurgische risico's en vergroot de toegankelijkheid.

Bovendien heeft het nieuwe systeem een ​​aantal functionele voordelen: waar de oude implantaten beperkt waren tot 60 pixels, bedekken de nanodeeltjes het gehele netvlies , waardoor het gezichtsveld volledig wordt hersteld. En omdat ze reageren op infraroodlicht, belemmeren ze het resterende zicht van de gebruiker niet.

Uit voorlopige testen is gebleken dat de deeltjes maandenlang stabiel blijven in het netvlies, zonder noemenswaardige toxiciteit. "We hebben aangetoond dat ze het visuele systeem succesvol stimuleren", aldus Nie. De volgende stap zijn klinische proeven om de technologie bij mensen te valideren, beloven de auteurs.

Nie erkent dat er ondanks de veelbelovende resultaten nog wel wat aanpassingen nodig zijn voordat het in de praktijk kan worden toegepast. Voor de biomedisch ingenieur zou de integratie van hardware en biologie, als deze slaagt, de behandeling van visuele beperkingen op een praktische en revolutionaire manier opnieuw kunnen definiëren.

Begrijp de risico's van het wrijven in uw ogen om uw zicht te beïnvloeden