Создается бионический протез, который может восстановить зрение

Основная идея заключается в убеждении других клеток глаза принимать и передавать световые сигналы. FlexLED, разработанный Science Corp., является одним из компонентов Science Eye. Чтобы восстановить даже эту форму зрения у пациентов, команде Science Corp. сначала необходимо доставить ген в определенную область глаза и показать, что он способен генерировать электрические сигналы в областях мозга, ответственных за управление зрением.

Чтобы прочитать любой текст, глаз и мозг синхронно передают друг другу электрические сигналы. Этот утонченный процесс, сложившийся за миллионы лет эволюции, обеспечивает ощущение зрения.

Свет с экрана фокусируется хрусталиком глаза на сетчатку - тонкий слой ткани в задней части глаза, содержащий светочувствительные клетки, известные как фоторецепторы. Эти клетки, принимающие форму стержней и конусов, в своем составе содержат опсины - молекулы, способные преобразовывать входящий свет в электрические сигналы.

Эти сигналы в конечном итоге передаются ганглиозным клеткам сетчатки - нервным клеткам, которые распространяются от глаза до мозга в виде зрительного нерва, передавая информацию, которая создает визуальное представление мира.

При генетических заболеваниях, таких как пигментный ретинит и возрастная макулярная дегенерация, аномалии в слое фоторецепторов на сетчатке в конечном итоге приводят к их гибели. Потеря фоторецепторов приводит к невозможности преобразования световых сигналов в электрические сигналы, что приводит к потере зрения. Хотя эта аналогия несовершенна, можно представить глаз как дом, в котором все провода все еще работают, но все лампочки разрушены при таких заболеваниях.

В то время как фоторецепторы теряются при пигментном ретините, другие клетки сетчатки, такие как RGC (ганглиозные клетки сетчатки), остаются неповрежденными. Мозг по-прежнему способен интерпретировать световые сигналы. Идея Science Eye заключается в том, чтобы изменить эти RGC, чтобы они стали способными к восприятию света, чтобы их можно было стимулировать светом и передавать эти сигналы в мозг. Это аналогично подключению лампочек в доме для обеспечения освещения.

Для осуществления этой модификации необходимо ввести специально разработанный опсин, который был генетически изменен и заключен в неактивированный вирус, чтобы он мог найти RGC. Команда Science Corp. смогла продемонстрировать, что опсин попадает в RGC в экспериментах на нейронах, полученных из стволовых клеток и органоидов сетчатки, которые являются моделями сетчатки человека.

Органоиды, которые развиваются из стволовых клеток в смесь различных клеток, включая RGC, погружаются в раствор вирусной конструкции, содержащей опсины. После примерно 10 недель органоиды помещают под микроскоп, где исследователи, включая клеточного инженера Кевина Смита, ищут ярко-красные клетки, что означает, что опсин успешно достиг RGC внутри органоида. Этот метод показывает хорошие результаты, и примерно каждая пятая RGC клетка выражает вирусную конструкцию, разработанную Science Corp. Ожидается, что дальнейшая оптимизация вирусной конструкции и опсина приведет к еще более высокой экспрессии.

Однако для стимулирования опсина в RGC пациенты должны быть подвергнуты определенной длине волны света. Опсин не реагирует на естественный свет, как человеческий глаз, и не способен создать полную картину окружающей среды, как это делают здоровые фоторецепторные клетки. Поэтому для использования системы Eye пациентам необходимо носить специальные очки с камерами, которые передают информацию беспроводным путем через инфракрасный сигнал до имплантированного в сетчатку устройства FlexLED.

Восстановление зрения для ранних пациентов не приведет к мгновенному восстановлению идеального зрения, но оно поможет им лучше ориентироваться в пространстве. Они будут ощущать картинку окружающего их мира, хотя с меньшей точностью и резкостью.

Теперь вместо того, чтобы восстанавливать зрение с помощью медицины, можно имплантировать человеку Science Eye с идеальным зрением. Это устройство сможет стимулировать мозг таким образом, чтобы человек видел определенные изображения или места, благодаря тонкому контролю RGC.