Врачи Техасского университета в Арлингтоне дают надежду страдающим макулярной дистрофией
Врачи Техасского университета в Арлингтоне дают надежду страдающим макулярной дистрофией
Самаренда МохантиМиллионы пожилых людей, достигших 50-летнего возраста и старше, ежегодно борются с потерей зрения в результате повреждения сетчатки или общей макулярной дистрофии.

Ученые – исследователи в области физики Техасского университета в Арлингтоне разработали новую платформу, которая использует лазер с излучением в ближайшей ик-области спектра для генной терапии поврежденной области сетчатки, что приводит к восстановлению зрения у пациентов, страдающих прогрессирующими офтальмологическими заболеваниями.

“Большинство методов лечения направлены на замедление или прекращение процесса дегенерации, но не могут воздействовать на уже поврежденные области сетчатки”, – сказал Самаренда Моханти, доцент факультета физики и руководитель группы исследователей в области биофизики и физиологии Техасского университета в Арлингтоне, которая проводила исследования. “Наши способности достичь конкретные цели в таких поврежденных областях, клетка за клеткой, открывают дверь в новый мир возможностей восстановления зрения”.

Моханти продемонстрировал эффективность нового метода в недавно опубликованной в журнале «Природа» (Nature) статье «Свет: наука и практическое применение» (Light: Science and Applications). В своем исследовании Моханди и группа специалистов, которую он возглавил, провели сравнение разработанного ними метода доставки генов с помощью сверхбыстрого лазера с излучением в ближайшей ик-области спектра с  широко применяемой системой невирусной химической, известной как липофекция.

Лазерный метод создает транзиторное субмикронное отверстие, через которое ген светочувствительных белков или опсинов проникает в поврежденную клетку сетчатки глаза.  После этого гены активируются для производства опсинов, которые прикреплены к мембране клетки и преобразуют внешний свет в сигналы фототока, которые составляют основу зрения.

laser gene deliveryВ экспериментах Моханти метод на основе лазера показал лучшие результаты по сравнению с химическим методом доставки генов, если говорить о количестве образованных опсинов и их числе, экспрессированном на мембране клетки. Этот метод дает возможность достигать одну за другой клетки-мишени в то время, как система химического метода доставки генов не может быть настолько точной.

Более того, применение лазерного метода позволило эффективно доставлять к поврежденным клеткам сетчатки глаза большие  объемы генов, которые отвечают за широкий цветовой спектр, что может способствовать восстановлению зрения с широким спектром цветового восприятия у больных с прогрессирующей слепотой.

В соответствии с публикацией в журнале The Lancet, в условиях увеличения доли пожилых людей во многих странах, ожидается, что к 2040 году количество людей во всем мире, страдающих макулярной дистрофией, достигнет 196 миллионов.

Платформа лазерной доставки генов Моханти является Главным исследователем проведенного практического изучения, подробно описанного в статье под названием «Оптическая доставка множественных генов, кодирующих опсины, к конкретным экспрессиям и стимуляция белым светом». В состав группы исследователей входили Камаль Дхакал и Субрата Батабьял из лаборатории биофизики и физиологии Техасского университета в Арлингтоне, Велдон Райт из компании NanoScope Technologies, а также Юнг-Тэй Ким из факультета биоинженерии Техасского университета в Арлингтоне. Национальный институт здравоохранения гарантировал поддержку этой инициативы.

В начале нынешнего года Моханти и Перри Фачс (Perry Fuchs), профессор психологии Техасского университета в Арлингтоне, опубликовали статью о своих исследованиях в журнале PLOS One, в которой они описали, каким образом подавить болевые ощущения  в оболасти передней части поясной извилины коры головного мозга. Разработанный ними метод оптогенетической стимуляции заключается в том, что гены, отвечающие за чувствительный к свету белок, доставляются к нейтронам, а затем активируются при помощи лазера.

Это исследование показало, что оптогенетическая стимуляция является более точным и более эффективным методом лечения, чем методы стимуляции для облегчения боли, которые применяются в настоящее время. Этот метод также позволил исследователям понять, каким образом различные виды боли активировали нейроны в таламусе мозга.

Алекс Вайс, кафедра физики Техасского университета в Арлингтоне, подтвердил важность вклада Моханти в целенаправленную политику университета по улучшению здоровья и условий человеческого существования, что представлено в стртегическом плане 2020 года: смелые решения| мировое значение.

“Команда доктора Моханти применила свой интеллектуальный потенциал для использования света в разработке новой методики эффективного введения генов в живые клетки", – сказал Вайс. "Это исследование может привести к революционно новым методам лечения, приводящим к восстановлению зрения, что в данном случае в настоящее время невозможно, но только применяются средства для а также снижения болевых ощущений“.

Моханти перешел в Техасский университет в Арлингтоне в 2009 году из Beckman Laser Institute (Бекменовский институт лазера) при Калифорнийском университете, где он после защиты докторской диссертации проводил исследования в области биофотоники. Звание доктора наук он получил в Индийском научном институте.

Его последние исследования были разноплановыми и, в том числе, он занимался топографией распределения биопотенциалов нервных цепей мозга, занимался проблемой лабораторного контроля роста нейронов, а также разрабатывал новые методы точечного лечения рака.

Источник: www.uta.edu