Физики и биологи разработали наночастицы, способные выполнять функцию беспроводных «солнечных батарей» для восстановления зрения при повреждении сетчатки. Эти микроскопические частицы, вводимые с помощью инъекции, заменяют утраченные фоторецепторы и активируют зрительные сигналы в мозге.

Разработка светочувствительных наночастиц

Международная группа исследователей, включая специалистов из Орхусского университета (Дания), создала светочувствительные наночастицы, которые могут функционировать как микроскопические датчики света. Введение этих элементов непосредственно в глаз позволяет активировать нервные клетки в повреждённой сетчатке. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Biomedical Engineering.

Механизм действия

При тяжёлых дегенеративных заболеваниях, таких как пигментный ретинит, естественные фоторецепторы сетчатки постепенно разрушаются, что приводит к слепоте. Однако более глубокие слои нервных клеток, в частности ганглионарные нейроны, которые передают зрительный сигнал в мозг, долгое время сохраняют жизнеспособность. Новая технология позволяет установить прямую связь с этими нейронами без необходимости хирургической имплантации сложной электроники или генетической модификации.

Строение и свойства наночастиц

Созданные наночастицы диаметром около 300 нанометров изготовлены из полупроводникового материала — графитоподобного нитрида углерода. По своей структуре они напоминают хлоропласты растений и эффективно поглощают видимый свет.

После инъекции частицы равномерно распределяются по поверхности сетчатки рядом с нейронами. При попадании света наночастицы запускают локальные физико-химические реакции, генерируя импульсы, которые стимулируют соседние нервные клетки отправлять сигналы в головной мозг.

Экспериментальные результаты

В экспериментах на полностью ослепших мышах был зафиксирован отклик в зрительной коре головного мозга при воздействии света, а сами животные начали реагировать на изменение освещённости поведением. Эффективность работы системы также подтверждена на изолированных тканях сетчатки свиньи.

Преимущества технологии

Главное преимущество новой технологии — универсальность. В отличие от существующей генетической терапии, требующей индивидуального подбора под конкретную патологию, или традиционных электронных чипов, для установки которых необходимы полостные операции, эти микроскопические «солнечные батареи» вводятся простой инъекцией и работают независимо от причины потери зрения.

В ближайшие годы планируется детально изучить долгосрочную безопасность материала в тканях глаза перед началом клинических испытаний на людях.