Однократная инъекция дает млекопитающим ночное зрение
Ученые, работающие на переднем крае нанотехнологий, идут по пути, казалось бы, невозможного: они создают инъекцию, которая позволяет нам видеть в темноте. Это исследование открывает двери для совершенно новых терапевтических вмешательств.
Глаз млекопитающих может реагировать только на небольшой диапазон длин волн.
Обычно диапазон составляет 400–700 нанометров. Конечно, полный спектр света намного шире.
На более длинном конце этого спектра находится ближний инфракрасный (NIR) и инфракрасный (IR) свет.
Никакие млекопитающие не могут обнаружить эти типы света.
Очки ночного видения позволяют пользователю обнаруживать эти невидимые длины волн, но они громоздки. Кроме того, в дневное время они насыщаются светом и перестают функционировать должным образом.
Недавно исследователи из Университета науки и технологий Китая и Медицинской школы Массачусетского университета в Бостоне начали искать способы улучшить зрение у млекопитающих в диапазоне длин волн ближнего инфракрасного диапазона без необходимости использования носимых технологий.
Интеграция нанотехнологий и видения
Работа является частью новой волны исследований, направленных на интеграцию наночастиц с биологическими системами. Вставляя крохотные датчики или устройства в живую ткань, можно было бы передать новые полезные возможности.
Современная медицина уже находит этому применение. В одном обзоре авторы объясняют: «В настоящее время существует множество ярких примеров использования наноматериалов для улучшения здоровья человека в самых разных областях, от визуализации и диагностики до терапии и регенеративной медицины».
Последнее расследование публикуется в журнале. Клетка. Ган Хан, доктор философии - который является доцентом кафедры биохимии и молекулярной фармакологии, - возглавили ученые.
В своей статье ученые объясняют, как они вводили мышам «связывающие фоторецепторы наночастицы повышающего преобразования», которые позволили животным видеть в темноте.
В частности, они использовали технику субретинальной инъекции, которую сейчас обычно используют многие офтальмологи.
Новаторские эксперименты включали «приклеивание» так называемых наноантенн к фоторецепторам сетчатки мышей. Оказавшись там, наноантенны преобразовали ближний инфракрасный свет в видимый зеленый свет. Таким образом, без необходимости во внешнем оборудовании грызуны могли воспринимать ближний инфракрасный свет.
Команда использовала наночастицы лектина, чтобы закрепить наноантенны на месте.
Новый подход к видению
Проведя на мышах серию тестов, команда доказала, что животные могут различать сложные узоры в ближнем инфракрасном свете.
Кроме того, поскольку наноантенны были расположены так близко к фоторецепторам, для срабатывания наночастиц требовались только очень низкие уровни ближнего ИК-света, что позволяло воспринимать свет.
Важно отметить, что это не повлияло на дневное зрение животных.
Примерно через 2 недели их способность видеть в темноте исчезла. Оказалось, что у мышей не было никаких побочных эффектов, таких как воспаление или гибель клеток. Конечно, результаты впечатляют, но последствия выходят за рамки общей интриги.
«Эти наноантенны позволят ученым исследовать ряд интригующих вопросов, от того, как мозг интерпретирует визуальные сигналы, до помощи в лечении дальтонизма».
Ган Хан, доктор философии
По словам авторов, «наделение млекопитающих способностью ближнего ИК-зрения также может открыть путь для критически важных гражданских и военных приложений».
Конечно, поскольку эта процедура включает инъекцию в глаз, ее общее использование будет ограничено. Однако это может открыть путь к менее инвазивным способам улучшения зрения. Как поясняют авторы:
«В дополнение к улучшению зрительных способностей, это наноустройство может служить в качестве интегрированной и управляемой светом системы в медицине, которая может быть полезна для восстановления зрительной функции, а также для доставки лекарств при глазных заболеваниях».
Это первые результаты, поэтому потребуется дополнительная работа, прежде чем ученые смогут широко использовать эту технику; тем не менее, эти результаты уже сами по себе интригуют и увлекательны.
