Elektrická stimulácia sľubuje prielom v liečbe poškodenia zraku

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA: 

• Asymetrické elektrické polia spustili regeneráciu nervových vlákien.

• Stimulácia viedla k čiastočnej obnove zraku bez genetických úprav.

• Molekula M1 zvýšila prežitie nervových buniek o 14 %.

Výskumníci z University of Southern California vyvinuli metódu elektrickej stimulácie na obnovu zrakového nervu. Tento nerv prenáša informácie zo sietnice do mozgu, no pri ochoreniach ako glaukóm dochádza k jeho nevratnému poškodeniu. Experimenty na dospelých potkanoch preukázali, že správne nastavené elektrické polia dokážu prekonať bariéry brániace regenerácii v centrálnom nervovom systéme.

Kľúčom k úspechu bolo použitie špecifických asymetrických vlnových priebehov s pomerom 1:4. Táto technika využíva zápornú fázu s dĺžkou 2 ms a napätím -10 V, po ktorej nasleduje kladná fáza trvajúca 8 ms s napätím 2,5 V. Takáto konfigurácia vytvára smerový signál, ktorý núti axóny rásť smerom k ich prirodzeným cieľom v mozgu.

Počas šiestich týždňov boli potkany stimulované 5 hodín každý pracovný deň pomocou platinových elektród. Výsledky ukázali, že stimulované nervové vlákna dorástli až do oblastí v medzimozgu, ako je suprachiasmatické jadro a horný kolikulus. U zvierat bola zaznamenaná čiastočná obnova funkcií, napríklad zrenicového reflexu a aktivity v zrakových centrách.

Mechanizmus účinku spočíva v modulácii vápnikových signálnych dráh v gangliových bunkách sietnice. Elektrické polia aktivujú vápnikové kanály, čo vedie k zvýšeniu koncentrácie vápnika v bunkách v blízkosti katódy. Práve nárast hladiny vápnika je kľúčový pre prežitie neurónov a spustenie rastových procesov.

Paralelný výskum na City University of Hong Kong identifikoval malú molekulu M1, ktorá podporuje tento proces. Táto látka stimuluje pohyb mitochondrií, ktoré sú energetickými centrami buniek, do poškodených častí nervu. Vďaka liečbe molekulou M1 sa miera prežitia nervových buniek v sietnici zvýšila z 19 % na 33 %.

Kombinácia farmakologickej podpory a elektrickej stimulácie predstavuje novú nádej pre milióny ľudí trpiacich stratou zraku. Tradičné metódy liečby glaukómu sa zameriavajú len na prevenciu ďalšieho poškodenia, no nedokážu ho zvrátiť. Bioelektronická stimulácia však ponúka cestu k skutočnej funkčnej regenerácii bez nutnosti riskantných genetických zásahov.

Globálne straty produktivity v dôsledku zrakového postihnutia sa odhadujú na 411 miliárd USD. Úspešný prenos tejto technológie do klinickej praxe by mohol radikálne znížiť náklady na zdravotnú starostlivosť a zlepšiť kvalitu života pacientov. Budúce štúdie sa zamerajú na neinvazívne spôsoby generovania elektrických polí, ktoré by nevyžadovali chirurgickú implantáciu elektród. 

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Objav mechanizmu smerového rastu nervov pomocou elektriny otvára cestu k liečbe slepoty spôsobenej glaukómom.

Zdroj: spectrum.ieee.org foto: ChatGPT