Наши глаза очень сложно устроены, пожалуй, это одна из самых сложных частей нашего тела. Они состоят из множества деликатных клеточных структур, которые тихо работают сообща и обеспечивают нас зрением. Не удивительно, что такие вещи, как дальнозоркость, глаукома и катаракта, широко распространены, учитывая хрупкую структуру компонентов глаза. В худшем случае элементы зрения исправить нельзя и развивается слепота. Но группа ученых из Университета Мельбурна в Австралии недавно сделала важный шаг в сторону смягчения и даже лечения распространенной проблемы со зрением. Возможно, слепота навсегда останется в прошлом.

Как работают наши глаза

Как свет, попадая в наши глаза, становится распознаваемой картинкой в нашей голове?

В передней части глаза расположена роговица, прозрачный слой клеток, который фильтрует и фокусирует поступающий свет. За роговицей радужная оболочка, обычно коричневая или голубая, со зрачком в центре. Зрачок расширяется или сжимается, регулируя количество света, которое попадает на внутренний хрусталик глаза. Проходя через хрусталик, свет попадает в стекловидное тело, достигая сетчатки, слоя клеток, который посылает электрические сигналы в мозг через зрительный нерв. Затем мозг преобразует эти сигналы в картинки, которые мы видим.

Наряду с катарактой и глаукомой, Всемирная организация здравоохранения считает помутнение роговицы одной из ведущих причин слепоты в развитых и развивающихся странах. Роговица должна поддерживать постоянный уровень толщины и влаги, чтобы оставаться прозрачной. Это достигается с помощью роговичных эндотелиальных клеток, расположенных на внутренней поверхности роговицы. Эндотелиальные клетки сохраняют роговицу, избавляясь от излишков воды. Если эти клетки прекращают работать из-за повреждений, заболевания или старости, жидкость накапливается в роговице и постепенно ухудшает зрение, приводя к слепоте, если это не лечить.

Поскольку эндотелиальные клетки не могут восстанавливаться или регенерировать, единственный способ восстановить функцию роговицы — пересадка роговицы, она же кератопластика. Но в мире ощущается нехватка донорских роговиц, клетки роговицы повреждаются во время процесса трансплантации, а также есть риск, что иммунная система реципиента отвергнет донорскую роговицу.

Роговичные клетки, выращенные в лаборатории

Используя совершенно новый метод, ученые смогли взять образцы клеток роговицы из глаз испытуемых и культивировать клетки в лаборатории. Они регенерировали и размножили клетки на синтетической пленке гидрогеля, затем имплантировали эту пленку обратно в глаза испытуемых.

Пленка толщиной в 50 микрометров сравнима с обычной контактной линзой. Выращенные в лаборатории клетки роговицы принялись за работу и восстановили баланс жидкости под роговицей, а через два месяца синтетическая пленка разложилась, оставив после себя здоровые клетки, которые продолжили поддерживать водный баланс роговицы.

Важно отметить, что эта процедура не испытывалась на людях, но восстановила зрение животным и не вызвала неблагоприятных иммунных реакций. Клинические испытания на людях начнутся в 2017 году и, возможно, изменят будущее для людей, страдающих от помутнения роговицы.

Бионические глаза

В 2013 году FDA одобрила первый бионический имплантат для лечения пигментного ретинита глаза, наследственного заболевания, которое приводит к дегенерации фоторецепторов сетчатки глаза. Пользователи этой технологии носят пару очков, оснащенных крошечной видеокамерой. Данные идут от камеры к блоку обработки видеосигнала и к группе электродов, имплантированных в сетчатку. Электроды преобразуют данные в электрические импульсы, которые стимулируют сетчатку на производство изображений.

Процедура, призванная справиться с возрастной макулярной дегенерацией, которая является ведущей причиной слепоты у людей, которым за 55, удаляет естественный хрусталик глаза и заменяет его телескопическим объектов размером с горошину, который увеличивает объект и проецирует изображения на оставшуюся здоровую область сетчатки.

Такие технологии уже помогли восстановить зрение тысячам людей, но чтобы сделать бионическое зрение эквивалентным идеальному зрению человека, предстоит решить еще много вопросов. Пациенты с имплантатами сетчатки или хрусталика жалуются на плохое разрешение, сложности со зрением при движении на высокой скорости и ограниченное поле зрения.

По мере прорывов в биологических методах лечения зрения и искусственных решениях, вроде бионических глаз, слепота может в один прекрасный день стать недугом прошлого.