Enkeltinjeksjon gir pattedyr nattesyn
Forskere i forkant av nanoteknologi er på vei til det tilsynelatende umulige: å lage en injeksjon som lar oss se i mørket. Denne forskningen åpner for helt nye terapeutiske inngrep.
Pattedyrøyet kan bare svare på et lite bølgelengdebånd.
Generelt er rekkevidden 400–700 nanometer. Selvfølgelig er hele lysspekteret mye bredere.
I den lengre enden av dette spekteret er det nær infrarødt (NIR) og infrarødt lys (IR).
Ingen pattedyr kan oppdage disse typer lys.
Nattsiktsbriller lar brukeren oppdage disse ellers usynlige bølgelengdene, men de er tungvint. Også på dagtid blir de mettet med lys og fungerer ikke lenger ordentlig.
Nylig begynte forskere ved University of Science and Technology i Kina og University of Massachusetts Medical School i Boston å lete etter måter å øke synet hos pattedyr ved NIR-bølgelengder uten behov for bærbar teknologi.
Integrering av nanoteknologi og visjon
Arbeidet er en del av en ny bølge av forskning som fokuserer på å integrere nanopartikler med biologiske systemer. Ved å sette inn små sensorer eller enheter i levende vev, kan det være mulig å gi nyttige nye funksjoner.
Moderne medisin finner allerede bruksområder for dette. I en gjennomgang forklarte forfatterne: "Det er nå mange fremtredende eksempler på at nanomaterialer brukes til å forbedre menneskers helse, i områder som spenner fra bildebehandling og diagnostikk til terapi og regenerativ medisin."
Den siste etterforskningen vises i tidsskriftet Celle. Gang Han, Ph.D. - som er lektor i biokjemi og molekylær farmakologi - ledet forskerne.
I artikkelen forklarer forskerne hvordan de injiserte "fotoreseptorbindende oppkonverteringsnanopartikler" i mus, som tillot dyrene å se i mørket.
Mer spesifikt brukte de en subretinal injeksjonsteknikk, som mange øyeleger nå ofte bruker.
De innovative eksperimentene involverte "liming" av såkalte nanoantennaer til retinale fotoreseptorer hos mus. Vel fremme konverterte nanoantenna NIR-lys til synlig grønt lys. Så uten behov for eksternt utstyr, var gnagere i stand til å oppfatte NIR-lys.
Teamet brukte lektin-nanopartikler for å gjete nano-antennene på plass.
En ny måte å nærme seg synet på
Ved å sette musene gjennom en serie tester beviste teamet at dyrene kunne skille komplekse mønstre i NIR-lys.
Også fordi nanoantennaene var plassert så tett til fotoreseptorene, var det bare svært lave nivåer av NIR-lys som var nødvendig for å utløse nanopartiklene, og derved tillate lysoppfatning.
Viktigere, dette påvirket ikke dyrenes dagslys.
Etter rundt 2 uker sviktet deres evne til å se i mørket. Musene så ut til å ikke oppleve noen bivirkninger, for eksempel betennelse eller celledød. Selvfølgelig er funnene fascinerende, men implikasjonene strekker seg utover generelle intriger.
"Disse nano-antennene vil tillate forskere å utforske en rekke spennende spørsmål, fra hvordan hjernen tolker visuelle signaler til å behandle fargeblindhet."
Gang Han, Ph.D.
Ifølge forfatterne kan "å utstyre pattedyr med NIR-visjonskapasitet også bane vei for kritiske sivile og militære applikasjoner."
Selvfølgelig, fordi denne prosedyren innebærer en injeksjon i øyet, vil den generelle bruken være begrenset. Imidlertid kan det åpne for mindre invasive måter å forbedre synet på. Som forfatterne forklarer:
"[I] n tillegg til forbedring av visuell evne, kan denne nanodenheten tjene som et integrert og lysstyrt system i medisin, som kan være nyttig i reparasjon av visuell funksjon så vel som i medikamentlevering for øyesykdommer."
Dette er tidlige funn, så mer arbeid vil være nødvendig før forskere kan bruke teknikken mye; imidlertid, allerede, disse resultatene er spennende og fascinerende i seg selv.
