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
Представители ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова на конференции Института береговой охраны ФСБ России 13-14 сентября 2018 года представители университета:
18.09.2018
15-17 ноября состоится VII Санкт-Петербургский международный культурный форум. Открыт набор волонтеров, приглашаются студенты из РГПУ им. А.И. Герцена! - РГПУ им. А.И. Герцена С 15 по 17 ноября 2018 года вновь пройдет уникальное культурное событие мирового уровня — VII Санкт-Петербургский международный культурный форум!
18.09.2018
 
Новый экипаж практикантов ГУМРФ на паруснике «Мир» - ГМА им. адм. С.О.Макарова Новый экипаж практикантов ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова на паруснике «Мир»!
18.09.2018
 
«Слава Макаровки» - ГМА им. адм. С.О.Макарова На нашем сайте мы продолжаем размещать материалы под рубрикой, посвященной заслуженным работникам нашего университета – «Слава Макаровки».
18.09.2018
Цикл ежемесячных публичных лекций по вопросам миграции на базе городских библиотек для широкого круга слушателей СПб РО ООО РКК «Российский красный крест» в рамках реализации проекта «Санкт-Петербургский информацион
18.09.2018
В Театрально-концертном зале им. А.П. Петрова состоялся праздничный концерт, посвященный Дню первокурсника. - СПбГУП В программе под названием "Чарли и Университет профсоюзов" приняли участие студенты 1 курса всех факультетов СПбГУП, представившие творческие номера, специально подготовленные к этому дню.
19.09.2018 СПбГУП
«Слава Макаровки» - ГМА им. адм. С.О.Макарова На нашем сайте мы продолжаем размещать материалы под рубрикой, посвященной заслуженным работникам нашего университета – «Слава Макаровки».
18.09.2018 ГМА им. адм. С.О.Макарова
Автор: Светлана Холявчук/Интерпресс Екатерина Бабелюк возглавила департамент подведомственных учреждений Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
17.09.2018 Spbdnevnik.ru
В Манеже открывается необычный музейно-театральный проект "Хранить вечно". Фото Святослав Акимов., "Metro" - Metro Петербург Ольга Рябинина Его посвятили 100-летию музеев в пригородных резиденциях В среду 18 сентября в ЦВЗ "Манеж" открывается необычный музейно-театральный проект "Хранить вечно",
18.09.2018 Metro Петербург
В Петербурге скончался писатель Николай Коняев - Spbdnevnik.ru Автор: википедия В субботу, 15 сентября, в Санкт-Петербурга скончался известный российский писатель Николай Коняев, написавший книгу «Продолжение эпоса» о первом президенте Якутии Михаиле Николаеве и «Алексей Кулаковский».
17.09.2018 Spbdnevnik.ru
Автор: Дмитрий Фуфаев/Петербургский дневник Музейно-театральный проект «Хранить вечно», посвященный 100-летию превращения пригородных императорских резиденций «Гатчина», «Павловск»,
18.09.2018 Spbdnevnik.ru
СКА обыграл «Северсталь» со счетом 0:5 - ГАZЕТА.СПб Матч в цифрах: Броски: 34-60 ; Броски в створ: 20-28 ; Голы: 0-5 ; Вбрасывания: 30-31 ; Блокированные броски: 10-3 ; Силовые приемы: 9-2 ; Время в атаке: 09:14-15:56 ; Штраф: 14-8.
18.09.2018 ГАZЕТА.СПб
Индира Шестакова Футболисты "Локо" сыграют в Турции Жребий определил команду Юрия Сёмина в группу D, в которой компанию "железнодорожникам" составят не столь грозные соперники, как у ЦСКА.
18.09.2018 Metro Петербург
Сидоровская Наталья "За"" проголосовало более 100 тысяч человек Стадион "Санкт-Петербург", который в городе часто называют по-прежнему "Зенит-Ареной", признали лучшим по стране.
18.09.2018 Metro Петербург
Сидоровская Наталья "За"" проголосовало более 100 тысяч человек Стадион "Санкт-Петербург", который в городе часто называют по-прежнему "Зенит-Ареной", признали лучшим в мире.
18.09.2018 Metro Петербург