Ученые Петербурга разрабатывают «вирус прозрения»

Фото: www.spb.kp.ru
Особые инъекции в глаза помогут слепым снова начать видеть Анна ПОСЛЯНОВА kpspb

Оптогенетическое протезирование сетчатки. Эта тяжелая словесная конструкция значит, что слепые смогут увидеть. Для этого достаточно будет сделать пару уколов. И хотя петербургские ученые лишь в начале пути, никто не сомневается: у технологии светлое будущее.

ВМЕСТО ПАЛОЧЕК И КОЛБОЧЕК

– Есть круг тяжелых болезней, которые объединены общим названием «дегенерация сетчатки», – рассказывает директор Института эволюционной физиологии и биохимии имени И.М. Сеченова РАН, доктор биологических наук Михаил Фирсов. – Они наследственные, могут развиться и в детском, и во взрослом возрасте. Зрение постепенно падает, и, в конце концов, наступает полная слепота. Хорошо диагностируется, хорошо известен механизм. Вот только пока это не лечится.

Оптогенетика - наука молодая, появилась десятилетие назадФото: Светлана МАКОВЕЕВА

Сетчатка насчитывает с десяток слоев. Больной слепнет, теряя фоторецепторы – светочувствительные клетки. А значит, наступает полная темнота, ведь, как известно, зрение - не что иное, как способность организма обрабатывать свет. В ряде заболеваний следом за слоем палочек и колбочек человек теряет и другие нейроны. Правда, процесс этот весьма продолжительный, так что даже к концу жизни ослепший может иметь приличный запас нервных клеток.

– Оставшиеся нейроны можно попробовать превратить в псевдофоторецепторы, придав им свойство светочувствительности, – добавляет Фирсов. – Этого можно достичь методами оптогенетики.

Функцию палочек и колбочек берут на себя другие клетки глазаФото: Алексей БУЛАТОВ

Эта молодая наука - оптогенетика - родилась в 2005 году. Объект ее интереса – всевозможные манипуляции с нейронами с помощью света. Причем не обязательно с сетчаткой.

– Первоначально оптогенетические методы стали развивать для мозга, – пытается объяснить Фирсов. – Например, мы хотим командовать каким-то определенным типом нейронов в мозгу. Для этого внедряем в них специальные светочувствительные белки. Посветили на мозг синим светом – включили одни нейроны, оранжевым – другие. Эксперименты на крысах показали, что с помощью света можно даже управлять поведением.

УКОЛ ОТ ТЕМНОТЫ

Чтобы заставить нейроны реагировать на свет, в них вставляют специальные белки-каналы, которые в ответ на свет открываются или закрываются. Либо внедряют другие белки, каждый из которых управляет сразу многими каналами через сложную систему химических реакций.

Фото: Предоставлено Институтом эволюционной физиологии и биохимии имени И.М. Сеченова РАН

Вот только если залить в мозги или закапать в глаза белковый раствор, эффекта никакого не будет: нужно преодолеть клеточную мембрану. Можно сделать в каждый нейрон по уколу. Но если речь идет о миллионах клеток, приходится обращаться за помощью к вирусам.

– Вирусы – природные шприцы, – рассказывает ученый. – Они садятся на клетки, прокалывают их и впрыскивают свой генетический материал. Для незрячих мы будем изготавливать особый вирус: не патогенный, но с геном, который помогает клетке произвести свой светочувствительный белок.

О 100-процентном зрении речи не идет: увидеть Ш и Б - это пока максимумФото: Алексей БУЛАТОВ

Вирусные уколы делают под наркозом внутрь глазного яблока. Считается, что пары инъекций хватит если не навсегда, то очень надолго.Опыты на животных показали, что «уколы прозрения» действительно работают: мыши и крысы начинают отличать темноту от света.

– Полное восстановление зрения? В отдаленной перспективе – да, – объясняет биолог. – Но пока такая задача даже не ставится. Для всех методик восстановления зрения после полной слепоты считается, что уже очень хорошо, если человек начинает видеть крупные предметы. Тогда он уже не беспомощен, может ориентироваться в пространстве, а не блуждает в темноте.

ДРУГОЙ НАБОР ИНСТРУМЕНТОВ

Оптогенетическое протезирование сетчатки сегодня разрабатывают в нескольких десятках лабораторий в мире. Россия включилась в процесс два года назад и за это время заметно продвинулась. Правда, до передовых еще очень далеко.

– Мы пока начинаем проводить опыты на клеточных системах, а вот коллеги в Москве уже перешли на животных, – рассказывает Фирсов. – Методики разные. Москвичи ориентируются на ганглиозные клетки – это вид нейронов сетчатки, – в которые вставляют светочувствительные каналы. А мы ориентируемся на биполярные клетки, которые по цепочке прохождения сигнала ближе к фоторецепторам. Кроме того, мы собираемся вставлять в нейроны сетчатки не каналы, а белки, способные запускать каскад реакций, управляя сразу сотней каналов. На наш взгляд, это обеспечит лучшую чувствительность. Но хорошо, что мы идем разными путями: никогда не знаешь, какой окажется эффективнее.

Фото: Предоставлено Институтом эволюционной физиологии и биохимии имени И.М. Сеченова РАН

Перешли ли от доклинических испытаний к клиническим, на людях, зарубежные ученые? Официально – нет. Но реально – неизвестно. И дело здесь в ценности оптогенетики не столько для военных, сколько для коммерсантов.

– Когда-нибудь методы оптогенетики могут распространиться не только на зрение: сетчатка не единственная сенсорная ткань в организме, – рассуждает ученый. – Например, таким путем можно восстановить обоняние. Можно подумать и над травматической слепотой, вызванной не болезнью, а, например, ожогом сетчатки, а это могло бы очень заинтересовать оборонные структуры.

Дегенеративные заболевания сетчатки, в конце концов, оставляют человека в полной темнотеФото: Алексей БУЛАТОВ

Более того, глаза могут стать воротами для управления мозгом вообще. А тут и дополненная реальность не за горами.

– Группа белков, которые мы впрыскиваем, управляют сетчаткой, – отмечает Фирсов. – Но если ставится задача управления мозгом, просто нужен другой набор инструментов - другой набор белков.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:

Люди способны видеть с закрытыми глазами?

На лице - плотная черная повязка. Перед лицом - книга. Человек ее читает. Фокус? Чудо? Сверхъестественные способности? Теоретически не исключено ни то, ни другое, ни третье. Ученые пока затрудняются ответить однозначно. Хотя некоторые из них верят, что феномен существует на самом деле ( читать далее... )

Ученые утверждают, что изобрели линзу, которая навсегда вернет зрение

Доктор Гарт Уэбб - основатель и руководитель компании Ocumetics Technology сделал заявление, которому впору жить в фантастических фильмах: его фирма изобрела устройство, которое навсегда избавит человека от потери зрения. То есть ему не будет грозить ни катаракта, ни астигматизм, ни падение зрения. Мало того, это устройство способно дать человеку зрение в три раза (!) острее обычного. То есть, вместо единички с этим устройством у вас будет трешка! ( читать далее... )

Британские ученые научились лечить наследственную слепоту

Офтальмологи из Оксфордского университета провели уникальную операцию — они смогли вернуть зрение мужчине, ослепнувшему из-за наследственного заболевания. Ученым удалось изменить геном пациента, из-за чего зрение вернулось к нему ( читать далее... )

 
По теме
Внимание всех студентов, аспирантов и научно-педагогических сотрудников СПХФУ, желающих пройти стажировку в одном из зарубежных университетов!
17.12.2018
 
Акция «А ты грамотный?» - ГМА им. адм. С.О.Макарова Акция «А ты грамотный?» Увлекательное мероприятие состоялось на этой неделе в ГУМРФ имени адмирала С.О.
16.12.2018
 
Внимание всех студентов, аспирантов и научно-педагогических сотрудников СПХФУ, желающих пройти стажировку в одном из зарубежных университетов!
17.12.2018 СПХФУ
Решили, что само догорит. В Петербурге сотрудники МЧС уехали с непотушенного пожара в научно-исследовательском институте - Фонтанка фото: Алена Мургина Покинутый спасателями пожар на территории НИИ постоянного тока в Калининском районе ярким пламенем разбудил местных жителей.
17.12.2018 Фонтанка
Он скончался на месте аварии Фото: Петербургский дневник Вечером 16 декабря в Выборгском районе произошло дорожно-транспортное происшествие с летальным исходом.
16.12.2018 Петербургский дневник
Девочка направлялась в другой город в гости Фото: https://vk.com/liza_alert_vrn В паблике «Поисковый отряд «Лиза Алерт Воронеж» появилась ориентировка  на 14-летнюю школьницу из Петербурга Мунисахон Усмонову.
16.12.2018 Петербургский дневник
Писатель Евгений Водолазкин: «Наш город в высшей степени литературный» - Петербургский дневник 16 декабря в Северной столице завершает свою работу Новогодний книжный салон Фото: https://ru.wikipedia.org Сегодня в Петербурге - последний день работы Международного новогоднего книжного салона.
16.12.2018 Петербургский дневник
На сцену БКЗ «Октябрьский» вышли звезды мирового балета Фото: http://balskazok.ru/ В Петербурге прошел «Бал сказок» - зрелищный балет-феерия с участием звезд мировой сцены.
16.12.2018 Петербургский дневник
Организаторы гастролей рассказали «КП» о закулисье шоу-бизнеса - тайны звезд от промоутеров Игорь ПОЛЯКОВ Российские звезды часто жалуются на проделки концертных промоутеров: то тут обманули, то там обокрали.
16.12.2018 Комсомольская правда
Рэп и защита музеев: о чем Путин говорил на заседании Совета по культуре в Петербурге - Moika78.Ru Заседание Совета по культуре и искусству в Петербурге. Фото: kremlin.ru Президент РФ Владимир Путин в субботу, 15 декабря, приехал в Петербург и провел в Константиновском дворце заседание Совета по культуре и искусству.
16.12.2018 Moika78.Ru
Игра завершилась со счетом 5:0 Фото: Александр Глуз/Петербургский дневник Впервые сборная России по хоккею сыграла на футбольном стадионе, и это уникальное событие принимал Петербург.
16.12.2018 Петербургский дневник
Россия разгромила Финляндию на стадионе «Газпром Арена» - Петербургский дневник Игра завершилась со счетом 5:0 Фото: Александр Глуз/Петербургский дневник Впервые сборная России по хоккею сыграла на футбольном стадионе, и это уникальное событие принимал Петербург.
16.12.2018 Петербургский дневник
Рэп и защита музеев: о чем Путин говорил на заседании Совета по культуре в Петербурге - Moika78.Ru Заседание Совета по культуре и искусству в Петербурге. Фото: kremlin.ru Президент РФ Владимир Путин в субботу, 15 декабря, приехал в Петербург и провел в Константиновском дворце заседание Совета по культуре и искусству.
16.12.2018 Moika78.Ru
Сбитый мужчина скончался от полученных травм. Фото: Фото: flickr.com В Выборгском районе Петербурга в результате дорожно-транспортного происшествия скончался пешеход.
16.12.2018 Moika78.Ru