Viena injekcija dod zīdītājiem nakts redzamību
Nanotehnoloģiju līderi zinātnieki ir ceļā uz šķietami neiespējamo: izveido injekciju, kas ļauj mums redzēt tumsā. Šis pētījums paver durvis pavisam jaunām terapeitiskām iejaukšanās darbībām.
Zīdītāja acs var reaģēt tikai uz nelielu viļņu garuma joslu.
Parasti diapazons ir 400–700 nanometri. Protams, viss gaismas spektrs ir daudz plašāks.
Šī spektra garākajā galā atrodas infrasarkanā (NIR) un infrasarkanā gaisma (IR) tuvumā.
Neviens zīdītājs nevar atklāt šāda veida gaismu.
Nakts redzamības brilles ļauj lietotājam noteikt šos citādi neredzamos viļņu garumus, taču tie ir apgrūtinoši. Arī dienas apstākļos tie kļūst piesātināti ar gaismu un vairs nedarbojas pareizi.
Nesen Ķīnas Zinātnes un tehnoloģiju universitātes un Masačūsetsas Universitātes Medicīnas skolas pētnieki Bostonā sāka meklēt veidus, kā uzlabot zīdītāju redzi NIR viļņu garumā, bez nepieciešamības lietot valkājamas tehnoloģijas.
Nanotehnoloģiju un redzes integrēšana
Šis darbs ir daļa no jauna pētījumu viļņa, kas vērsts uz nanodaļiņu integrēšanu ar bioloģiskām sistēmām. Ievietojot mazus sensorus vai ierīces dzīvos audos, iespējams, būs iespējams piešķirt jaunas noderīgas iespējas.
Mūsdienu medicīna jau atrod tam lietojumu. Vienā pārskatā autori paskaidro: "Tagad ir daudz ievērojamu nanomateriālu piemēru, kas tiek izmantoti cilvēku veselības uzlabošanai, sākot no attēlveidošanas un diagnostikas līdz terapeitiskai un reģeneratīvai medicīnai."
Jaunākā izmeklēšana parādās žurnālā Šūna. Ganga Hana, Ph.D. - kurš ir bioķīmijas un molekulārās farmakoloģijas asociētais profesors - vadīja zinātniekus.
Savā rakstā zinātnieki paskaidro, kā viņi injicēja pelēm “fotoreceptoru saistošās upkonversijas nanodaļiņas”, kas ļāva dzīvniekiem redzēt tumsā.
Konkrētāk, viņi izmantoja subretinālo injekciju paņēmienu, ko tagad daudzi oftalmologi parasti izmanto.
Inovatīvie eksperimenti ietvēra tā dēvēto nanoantennu “pielīmēšanu” peles tīklenes fotoreceptoriem. Kad tur nonāca, nanoantenas pārveidoja NIR gaismu par redzamu zaļu gaismu. Tātad, bez nepieciešamības izmantot ārēju aprīkojumu, grauzēji spēja uztvert NIR gaismu.
Komanda izmantoja lektīna nanodaļiņas, lai ganītu nanoantenas vietā.
Jauns veids, kā tuvoties redzei
Veicot peles, veicot virkni testu, komanda pierādīja, ka dzīvnieki var atšķirt sarežģītus modeļus NIR gaismā.
Tā kā nanoantenas bija izvietotas tik tuvu fotoreceptoriem, nanodaļiņu iedarbināšanai bija nepieciešami tikai ļoti zemi NIR gaismas līmeņi, tādējādi ļaujot uztvert gaismu.
Svarīgi, ka tas neietekmēja dzīvnieku redzamību dienasgaismā.
Pēc apmēram 2 nedēļām viņu spēja redzēt tumsā izzuda. Šķita, ka pelēm nav negatīvas ietekmes, piemēram, iekaisuma vai šūnu nāves. Protams, atklājumi ir aizraujoši, taču sekas pārsniedz vispārējās intrigas.
"Šīs nanoantenas ļaus zinātniekiem izpētīt vairākus intriģējošus jautājumus, sākot no tā, kā smadzenes interpretē vizuālos signālus, līdz palīdzot ārstēt krāsu aklumu."
Ganga Hana, Ph.D.
Pēc autoru domām, "Zīdītāju apveltīšana ar NIR redzes spēju varētu arī pavērt ceļu kritiskām civilām un militārām vajadzībām."
Protams, tā kā šī procedūra ietver injekciju acī, tās vispārējā lietošana būs ierobežota. Tomēr tas var pavērt durvis mazāk invazīviem redzes uzlabošanas veidiem. Kā paskaidro autori:
"[Papildus] vizuālo spēju uzlabošanai šī nanodaļiņa var kalpot kā integrēta un ar gaismu kontrolēta sistēma medicīnā, kas varētu būt noderīga redzes funkciju labošanā, kā arī zāļu piegādē acu slimībām."
Tie ir agrīni atklājumi, tāpēc, lai zinātnieki varētu plaši izmantot tehniku, būs vajadzīgs vairāk darba; tomēr jau šie rezultāti paši par sevi ir intriģējoši un aizraujoši.
