Yksi injektio antaa nisäkkäille yönäkö
Nanoteknologian kärjessä olevat tutkijat ovat polulla näennäisen mahdottomalle: luovat injektion, jonka avulla voimme nähdä pimeässä. Tämä tutkimus avaa oven aivan uusille terapeuttisille toimenpiteille.
Nisäkässilmä voi vastata vain pieneen aallonpituusalueeseen.
Yleensä alue on 400–700 nanometriä. Tietysti koko valonspektri on paljon laajempi.
Tämän spektrin pidemmässä päässä on lähellä infrapunaa (NIR) ja infrapunavaloa (IR).
Yksikään nisäkäs ei voi havaita tämän tyyppistä valoa.
Yönäkölasien avulla käyttäjä voi havaita nämä muuten näkymättömät aallonpituudet, mutta ne ovat hankalia. Päiväolosuhteissa ne kyllästyvät valolla eivätkä enää toimi kunnolla.
Äskettäin Kiinan tiede- ja teknologiayliopiston ja Bostonin Massachusettsin yliopiston lääketieteellisen koulun tutkijat alkoivat etsiä tapoja parantaa näkemystä nisäkkäissä NIR-aallonpituuksilla ilman, että tarvitsisi puettavaa tekniikkaa.
Nanotekniikan ja vision integrointi
Teos on osa uutta tutkimusaalloa, joka keskittyy nanohiukkasten integroimiseen biologisiin järjestelmiin. Lisäämällä pieniä antureita tai laitteita elävään kudokseen voi olla mahdollista antaa hyödyllisiä uusia ominaisuuksia.
Nykyaikainen lääketiede on jo etsimässä käyttötapoja tähän. Yhdessä katsauksessa kirjoittajat selittävät: "Nanomateriaaleista, joita käytetään ihmisten terveyden parantamiseen, on nyt monia merkittäviä esimerkkejä kuvantamisesta ja diagnostiikasta terapeuttisiin ja regeneratiivisiin lääkkeisiin."
Viimeisin tutkimus ilmestyy lehdessä Solu. Gang Han, Ph.D. - joka on biokemian ja molekyylifarmakologian apulaisprofessori - johti tutkijoita.
Tutkijat selittävät paperissaan, kuinka he injektoivat hiiriin ”fotoreseptoreihin sitoutuvia ylösmuunnos nanohiukkasia”, mikä antoi eläinten nähdä pimeässä.
Tarkemmin sanottuna he käyttivät subretinaalista injektiotekniikkaa, jota monet silmälääkärit käyttävät nyt yleisesti.
Innovatiivisiin kokeisiin sisältyi ns. Nanoantennien liimaaminen hiirien verkkokalvon fotoreseptoreihin. Siellä nanoantennit muuttivat NIR-valon näkyväksi vihreäksi valoksi. Joten jyrsijät pystyivät havaitsemaan NIR-valoa ilman ulkoisia laitteita.
Tiimi käytti lektiininanohiukkasia paimentamaan nanoantennit paikoilleen.
Uusi tapa lähestyä visiota
Laittamalla hiiret testisarjan avulla ryhmä osoitti, että eläimet pystyivät erottamaan monimutkaiset kuviot NIR-valossa.
Koska nanoantennit sijoittuivat niin lähelle fotoreseptoreita, nanohiukkasten laukaisemiseen tarvittiin vain hyvin matalia NIR-valon tasoja, mikä mahdollisti valoherkkyyden.
Tärkeää on, että tämä ei vaikuttanut eläinten päivänvaloon.
Noin kahden viikon kuluttua heidän kykynsä nähdä pimeässä heikkeni. Hiirillä ei näyttänyt olevan mitään haitallisia vaikutuksia, kuten tulehdusta tai solukuolemaa. Tietysti havainnot ovat kiehtovia, mutta seuraukset ulottuvat yleisen juonittelun ulkopuolelle.
"Nämä nanoantennit antavat tutkijoille mahdollisuuden tutkia useita mielenkiintoisia kysymyksiä siitä, miten aivot tulkitsevat visuaalisia signaaleja ja auttavat värisokeuden hoidossa."
Gang Han, Ph.D.
Kirjoittajien mukaan "NIR-näkökykyisten nisäkkäiden antaminen voisi myös tasoittaa tietä kriittisille siviili- ja sotilassovelluksille."
Tietenkin, koska tähän menettelyyn liittyy injektio silmään, sen yleinen käyttö on rajoitettua. Se voi kuitenkin avata oven vähemmän invasiivisille tavoille parantaa näköä. Kuten kirjoittajat selittävät:
"[N] visuaalisen kyvyn parantamisen lisäksi tämä nanolaite voi toimia integroiduna ja valohallittavana järjestelmänä lääketieteessä, josta voi olla hyötyä näkötoimintojen korjaamisessa sekä silmäsairauksien lääkkeiden toimittamisessa.
Nämä ovat varhaisia havaintoja, joten tarvitaan enemmän työtä, ennen kuin tutkijat voivat käyttää tekniikkaa laajalti; kuitenkin jo nämä tulokset ovat itsessään kiehtovia ja kiehtovia.
