Jak zachránit zrak a zabránit oslepnutí

Účinná léčba onemocnění oční sítnice neexistuje, proto patří její poškození k nejčastějším příčinám slepoty ve vyspělých zemích. Na vývoji nových léčebných postupů pracují oční lékaři i genoví inženýři a experti v oboru elektroniky – od vývoje umělé oční sítnice až po úsilí napodobit regeneraci oka obojživelníků. Píše Jaroslav Petr.

Jaroslav Petr 5.6.2020
Slepota - ilustrační foto. | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy Slepota - ilustrační foto. | foto: Shutterstock
Slepota - ilustrační foto.

Ve světě trpí onemocněním oční sítnice asi čtyři sta milionů lidí. Obvykle neexistuje účinná léčba, proto patří poškození sítnice k nejčastějším příčinám slepoty ve vyspělých zemích. Na vývoji nových léčebných postupů pracují oční lékaři i genoví inženýři a experti v oboru elektroniky. V laboratořích hongkongské univerzity vytvořili vědci pod vedením Č’-junga Fana umělé oko se sítnicí revoluční konstrukce.

Většina experimentálních modelů umělé sítnice využívá miniaturní kamery, jejichž obraz se přenáší do soustavy elektrod voperovaných do oka. Elektrody nabudí nervové buňky nemocné sítnice a z těch putuje obrazový vjem zrakovým nervem do mozku. Tyto náhražky mohou jen těžko konkurovat skutečné lidské sítnici tvořené miliony světločivných buněk a na ně napojenými pleteni neuronů. Umělé sítnice vládnou pouhým zlomkem této kapacity a potýkají s řadou technických obtíží.

Hongkongské umělé oko

Hongkongští vědci publikovali ve vědeckém časopise Nature prototyp umělé sítnice tvořené polokulovitou membránou z oxidu hlinitého. Do membrány vyleptali systém jemných pórů, jež naplnili látkou se strukturou materiálů používaných do fotovoltaických panelů slunečních elektráren. Póry slouží v umělé sítnici jako světločivné buňky. Neurony odvádějící podněty ze sítnice do zrakového nervu nahradila dutá vlákna vyplněná tekutou slitinou galia a india. Svazkem těchto vodičů se v budoucnu připojí umělé oko ke zrakovému nervu.

Zatím ale předává snímaný signál ke zpracování do počítače. V přední části je oko vybavené čočkou a automatickou clonou sloužící jako zornice. Vnitřek vyplňuje elektrolytický roztok. Hongkongské umělé oko se v mnohém vyrovná lidskému. Lidské oko zabírá ve vertikálním směru zorné pole pod úhlem 130 stupňů. Hongkongská sítnice zajistí umělému oku zorný úhel 100 stupňů. Každý pór v membráně se aktivuje, když na něj dopadá aspoň 90 fotonů za sekundu. I to je hodnota srovnatelná se světločivnou buňkou.

Hongkongské umělé oko se v mnohém vyrovná lidskému. Lidské oko zabírá ve vertikálním směru zorné pole pod úhlem 130 stupňů. Hongkongská sítnice zajistí umělému oku zorný úhel 100 stupňů. Hongkongské umělé oko však musí urazit ještě dlouhou cestu, než bude možné uvažovat o jeho použití jako náhrady za oko zničené chorobou nebo úrazem.

Odezva póru na světelný záblesk přichází za 19 tisícin sekundy a po 24 tisícinách sekundy je pór připraven zachytit další signál. Také tyto parametry jsou srovnatelné s lidskou sítnicí, jejímž buňkám totéž zabere zhruba desetinu sekundy. V sítnici lidského oka se na centimetru čtverečním tísní v průměru deset milionů světločivných buněk. Hustota pórů na umělé sítnici je dokonce 50krát vyšší.

Navzdory tomu musí hongkongské umělé oko urazit ještě dlouhou cestu, než bude možné uvažovat o jeho použití jako náhrady za oko zničené chorobou nebo úrazem. Postup pro leptání pórů je nesmírně složitý a drahý. Také „nervy“ z vláken plněných tekutým kovem musejí zeštíhlet na pouhou setinu současné tloušťky.

Nejasná je i životnost sítnice. V laboratoři vydržela v testech pracovat devět hodin. Jako náhrada oka však musí fungovat bez poruch několik desetiletí. Při hledání léčby pro nemocnou sítnici oka nesázejí vědci jen na jednoho „koně“. V uplynulých letech slavila úspěchy genová terapie. Uspěla při léčbě některých dědičných očních onemocnění, když vědci dodali do buněk sítnice nenarušený gen, a tím je zachránili před zánikem. Genová terapie hledá řešení i pro pacienty, kterým už nemoc světločivné buňky sítnice kompletně zničila.

Slibné výsledky

U zvířat se podařilo vnést do nervových buněk sítnice geny pro syntézu bílkovin reagujících na světlo tvorbou elektrického náboje. Vzruch se tak generuje přímo v nervové buňce, odkud putuje zrakovým nervem do mozku. Zatím se ale vědci potýkají s malou citlivostí takto upravených nervových buněk. Světločivné buňky sítnice reagují v milionkrát širším rozsahu intenzity osvětlení. Inspiraci nabízí regenerace sítnice u některých živočichů. Ryby si dokážou v sítnici obnovit zaniklé buňky a některým obojživelníkům doroste celá zničená sítnice.

Japonští vědci proto pěstují z univerzální suroviny buňky, které po transplantaci do oka zajistí světločivným buňkám sítnice podporu a ochrání je před degenerací. Výsledky jsou slibné. Zároveň pátrají po látkách, jimiž podpůrné buňky spasí světločivné buňky sítnice před zánikem. Podařilo se jim odhalit několik molekul, které snad najdou využití jako léky chránící před oslepnutím.

Vědci proto studují geny těchto zvířat. Doufají, že aktivací odpovídajících genů donutí k zahojení také sítnici lidskou. Velké naděje vkládají lékaři do léčby poškozené sítnice buňkami vypěstovanými v laboratoři. Zde dospěli nejdál japonští vědci, kteří hlásí výsledky prvních klinických zkoušek. Seniorům se sítnicí poškozenou takzvanou makulární degenerací odeberou buňky kůže a promění je na buňky podobné buňkám embrya. Používají speciální proceduru, za jejíž objev dostal japonský biolog Šin’ja Jamanaka v roce 2012 Nobelovu cenu.

V laboratoři vzniká z kůže univerzální buněčná surovina označovaná jako indukované pluripotentní kmenové buňky. Z těch lze v laboratoři vypěstovat jakýkoli typ buněk lidského organismu. Pokusy o proměnu indukovaných pluripotentních kmenových buněk na světločivné buňky sítnice a jejich transplantaci do nemocí postiženého oka narážejí na řadu problémů. Hlavní nastává, když se mají transplantované buňky napojit na nervové buňky a předávat jim signály vzniklé reakcí na světlo.

Japonští vědci proto pěstují z univerzální suroviny buňky, které po transplantaci do oka zajistí světločivným buňkám sítnice podporu a ochrání je před degenerací. Výsledky jsou slibné. Zároveň pátrají po látkách, jimiž podpůrné buňky spasí světločivné buňky sítnice před zánikem. Podařilo se jim odhalit několik molekul, které snad najdou využití jako léky chránící před oslepnutím.

Počet příspěvků: 2, poslední 8.6.2020 08:47 Zobrazuji posledních 2 příspěvků.