مطالعهای جدید از محققان دانشگاه براون نشان میدهد که نانوذرات طلا ــ ذراتی بسیار ریز از طلا که هزاران بار نازکتر از یک تار مو هستند ــ ممکن است روزی بتوانند به بازگرداندن بینایی افراد مبتلا به بیماریهای شبکیه مانند تباهی لکه زرد (دژنراسیون ماکولا) کمک کنند.
در این پژوهش که در مجله ACS Nano منتشر شده، تیم تحقیقاتی نشان داده است که تزریق نانوذرات به داخل شبکیه موشهایی با مشکلات بینایی باعث تحریک موفق سیستم بینایی شده و بخشی از بینایی آنها را بازگردانده است. نتایج این مطالعه احتمال طراحی نوعی سیستم پروتز بینایی جدید را نشان میدهد که در آن نانوذرات همراه با یک دستگاه لیزری کوچک که در عینک یا هدست قرار میگیرد، میتوانند به افراد دارای اختلالات بینایی کمک کنند تا دوباره ببینند.
جیاروی نیه، محقق فوقدکتری در مؤسسه ملی سلامت آمریکا که این پژوهش را در دوره دکترایش در دانشگاه براون انجام داده، میگوید: «این نوع جدیدی از پروتز شبکیه است که میتواند بینایی از دسترفته ناشی از تخریب شبکیه را بدون نیاز به جراحی پیچیده یا دستکاری ژنتیکی بازگرداند. ما باور داریم که این روش میتواند رویکرد درمانی بیماریهای شبکیه را دگرگون کند.»
نیه این تحقیقات را در آزمایشگاه جونگهوان لی، استاد مهندسی دانشگاه براون و عضو مؤسسه علوم مغز کارنی، انجام داده است.
بیماریهایی مثل دژنراسیون ماکولا و رتینیت پیگمنتوزا میلیونها نفر را در جهان تحت تأثیر قرار دادهاند. این اختلالات باعث آسیب به گیرندههای نوری شبکیه یعنی میلهایها و مخروطیها میشوند، که وظیفه تبدیل نور به سیگنالهای الکتریکی را دارند. این سیگنالها سپس به سلولهای دو قطبی و گانگلیونی منتقل میشوند تا به مغز ارسال گردند.
روش جدید با تزریق نانوذرات به درون شبکیه، از گیرندههای آسیبدیده عبور میکند. وقتی نور مادون قرمز روی نانوذرات تابانده میشود، آنها گرمای بسیار کمی تولید میکنند که موجب تحریک سلولهای دو قطبی و گانگلیونی میشود، مشابه چیزی که گیرندههای نوری در حالت عادی انجام میدهند. چون در بسیاری از بیماریهای شبکیه سلولهای گیرنده تخریب میشوند اما سلولهای دو قطبی و گانگلیونی دستنخورده باقی میمانند، این روش پتانسیل بازیابی بینایی را دارد.
در این پژوهش، تیم تحقیقاتی روش خود را هم روی شبکیههای جداشده موش و هم روی موشهای زنده آزمایش کرد. آنها نانوذرات را به شبکیه تزریق کردند و سپس با نور مادون قرمز الگوهایی مانند اشکال هندسی را روی شبکیه تاباندند. بررسی فعالیت سلولی با سیگنالهای کلسیمی نشان داد که این الگوها بهطور دقیق توسط نانوذرات بازتاب داده شده و سلولها را تحریک میکنند.
نتایج نشان داد که نه نانوذرات و نه تابش لیزر هیچ اثر جانبی سمی یا التهابی قابل توجهی نداشتند. همچنین بررسی مغز موشها نشان داد که نواحی بینایی مغز پس از تحریک نوری، فعال شدهاند؛ نشانهای از اینکه بینایی تا حدی بازیابی شده است.
در آینده، محققان سیستمی را تصور میکنند که شامل نانوذرات و یک لیزر نصبشده در یک عینک یا هدست باشد. دوربینهای این عینک، تصویر محیط را دریافت کرده و آن را به الگوهای لیزری مادون قرمز تبدیل میکنند تا نانوذرات را در شبکیه تحریک کرده و بینایی ایجاد کنند.
این روش شبیه فناوریای است که چند سال پیش توسط FDA برای استفاده انسانی تأیید شد، با این تفاوت که روش قبلی شامل جراحی برای کاشت الکترود در چشم بود. روش جدید مزایای زیادی دارد؛ از جمله اینکه بسیار کمتر تهاجمی است و تنها به تزریق نیاز دارد، نه جراحی.
از نظر عملکرد نیز برتریهایی دارد: روش قبلی به ۶۰ پیکسل محدود بود، اما نانوذرات کل سطح شبکیه را پوشش میدهند و بنابراین میتوانند میدان دید کامل را بازسازی کنند. همچنین چون نانوذرات با نور مادون قرمز فعال میشوند، اختلالی در بینایی باقیمانده فرد ایجاد نمیکنند.
اگرچه هنوز برای استفاده بالینی نیاز به مطالعات بیشتری است، اما این نتایج اولیه بسیار امیدوارکننده هستند.
نیه میگوید: «ما نشان دادیم که نانوذرات میتوانند برای ماهها در شبکیه باقی بمانند بدون اینکه سمی باشند و سیستم بینایی را بهخوبی تحریک کنند. این نتایج برای کاربردهای آینده امیدوارکننده هستند.»
