Новые имплантаты сетчатки глаза

Итальянские ученые разработали имплантат сетчатки, с помощью которого удалось восстановить поврежденное зрение у крыс. В конце этого года планируются первые клинические исследования с участием пациентов.

Искусственная замена может подарить надежду миллионам людей с дегенеративными заболеваниями сетчатки, включая пигментный ретинит, при котором фоторецепторные клетки глаза постепенно разрушаются, приводя к потере зрения. Имплантат нового поколения переводит свет в электрический сигнал, который стимулирует нейроны сетчатки.

Сетчатка – это тонкий слой нервной ткани, расположенный с внутренней стороны задней части глазного яблока. Она состоит из миллионов светочувствительных клеток – фоторецепторов. Однако мутации всего в одном из 240 выявленных генов могут привести к ее дегенеративным изменениям. При этом фоторецепторы отмирают, даже если нейроны сетчатки остаются неповрежденными.

Поскольку нейронная сеть по-прежнему функционирует, ранее ученые рассматривали возможность лечения с использованием бионического имплантата, который стимулирует нейроны с помощью света. В то же время проводились исследования CRISPR – новой технологии редактирования генома для устранения мутаций, вызвавших слепоту.

Недавно команда специалистов под руководством Итальянского института технологий разработала новый подход, при котором искусственная сетчатка имплантируется внутрь глаза и служит рабочей заменой поврежденной ткани.

Имплантат состоит из тонкого слоя электропроводящего полимера, подложки на шелковой основе и внешнего покрытия из полупроводящего полимера. Полупроводящий полимер служит фотоэлектрическим материалом, который поглощает фотоны при попадании света в глаза. При этом происходит электрическая стимуляция нейронов сетчатки и заполнение пространства между поврежденными фоторецепторами.

Чтобы проверить новинку, исследователи имплантировали искусственную сетчатку крысам из специально выведенной линии с дегенерацией сетчатки.

Спустя 30 дней после операции ученые протестировали их чувствительность к свету (т.н. зрачковый рефлекс) и сравнили с показателями здоровых крыс и крыс той же генетической линии, не проходивших лечение.

При небольшой яркости в один люкс (немного ярче, чем свет от полной луны) результаты крыс с искусственной сетчаткой практически не отличались от больных. Однако при увеличении яркости до 4-5 люкс (примерно как во время сумерек) зрачки крыс с имплантатом реагировали практически так же, как у здоровых животных.

Повторные тестирования спустя 6 и 10 месяцев показали эффективность искусственной сетчатки, несмотря на то, что зрение всех трех групп на тот момент ухудшилось из-за возрастных изменений (крысы живут в среднем 3 года).

С помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) для мониторинга мозговой активности крыс в ходе теста, исследователям удалось наблюдать активность в первичной зрительной коре, которая отвечает за обработку зрительной информации.

На основании результатов ученые заключили, что имплантаты напрямую активизируют остаточные нейронные схемы в поврежденной сетчатке. Тем не менее, понадобятся дополнительные исследования, чтобы выяснить, как в точности данная стимуляция работает на биологическом уровне.

Хотя до сих пор нет никаких гарантий, что столь позитивные результаты у крыс могут быть применены к людям, ученые надеются, что эффективность нового метода очень скоро подтвердится.

«Мы надеемся воспроизвести на людях столь же впечатляющие результаты, которых удалось достичь в рамках эксперимента с животными», - делится одна из исследователей, офтальмолог Грация Пертиль.

Первые исследования с участием людей планируются во второй половине года, а сбор и анализ первичных результатов – уже в 2018 году. Специалисты полагают, что новые имплантаты буквально перевернут область лечения дегенеративных заболеваний сетчатки.