En enkelt injektion giver pattedyr nattesyn
Forskere i forkant med nanoteknologi er på vej til det tilsyneladende umulige: at skabe en injektion, der giver os mulighed for at se i mørket. Denne forskning åbner døren til helt nye terapeutiske interventioner.
Pattedyrens øje kan kun reagere på et lille bånd af bølgelængder.
Generelt er området 400-700 nanometer. Naturligvis er hele spektret af lys meget bredere.
I den længere ende af dette spektrum er nær infrarødt (NIR) og infrarødt lys (IR).
Ingen pattedyr kan opdage disse typer lys.
Natbeskyttelsesbriller giver brugeren mulighed for at opdage disse ellers usynlige bølgelængder, men de er besværlige. Også i dagtimerne bliver de mættet med lys og fungerer ikke længere korrekt.
For nylig begyndte forskere ved University of Science and Technology i Kina og University of Massachusetts Medical School i Boston at lede efter måder til at øge synet hos pattedyr ved NIR-bølgelængder uden behov for bærbar teknologi.
Integrering af nanoteknologi og vision
Arbejdet indgår i en ny bølge af forskning med fokus på at integrere nanopartikler med biologiske systemer. Ved at indsætte små sensorer eller enheder i levende væv kan det være muligt at give nyttige nye muligheder.
Moderne medicin finder allerede anvendelser til dette. I en anmeldelse forklarer forfatterne: "Der er nu mange fremtrædende eksempler på, at nanomaterialer bruges til at forbedre menneskers sundhed inden for områder, der spænder fra billeddannelse og diagnostik til terapi og regenerativ medicin."
Den seneste undersøgelse vises i tidsskriftet Celle. Gang Han, Ph.D. - der er lektor i biokemi og molekylær farmakologi - ledede forskerne.
I deres papir forklarer forskerne, hvordan de injicerede "fotoreceptorbindende opkonvertering nanopartikler" i mus, som tillod dyrene at se i mørket.
Mere specifikt brugte de en subretinal injektionsteknik, som mange øjenlæger nu ofte bruger.
De innovative eksperimenter involverede "limning" af såkaldte nanoantennaer til musenes retinale fotoreceptorer. En gang der omdannede nanoantenne NIR-lys til synligt grønt lys. Så uden behov for noget eksternt udstyr var gnavere i stand til at opfatte NIR-lys.
Holdet brugte lektin-nanopartikler til at hyrde nano-antennerne på plads.
En ny måde at nærme sig visionen på
Ved at sætte musene igennem en række tests viste holdet, at dyrene kunne skelne mellem komplekse mønstre i NIR-lys.
Også fordi nanoantennaerne var placeret så tæt på fotoreceptorerne, var der kun meget lave niveauer af NIR-lys nødvendige for at udløse nanopartiklerne og derved tillade lysopfattelse.
Det er vigtigt, at dette ikke påvirker dyrenes dagslys.
Efter omkring 2 uger gik deres evne til at se i mørket ud. Musene syntes ikke at opleve nogen bivirkninger, såsom betændelse eller celledød. Selvfølgelig er resultaterne fascinerende, men konsekvenserne strækker sig ud over generelle intriger.
"Disse nano-antenner giver forskere mulighed for at udforske en række spændende spørgsmål, fra hvordan hjernen fortolker visuelle signaler til at hjælpe med at behandle farveblindhed."
Gang Han, Ph.D.
Ifølge forfatterne kan "uddelegning af pattedyr med NIR-visionskapacitet også bane vejen for kritiske civile og militære applikationer."
Selvfølgelig, fordi denne procedure involverer en injektion i øjet, vil dens generelle anvendelse være begrænset. Det kan dog muligvis åbne døren for mindre invasive måder at forbedre synet på. Som forfatterne forklarer:
”[I] ud over forbedring af den visuelle evne kan denne nanodeenhed tjene som et integreret og lysstyret system inden for medicin, som kunne være nyttigt til reparation af visuel funktion såvel som til lægemiddelafgivelse til øjensygdomme.”
Dette er tidlige fund, så der er behov for mere arbejde, før forskere kan bruge teknikken bredt; dog er disse resultater allerede spændende og fascinerende i sig selv.
