Čtvrtek 3. prosince 2020svátek má Svatoslav 0 °C sněžení Předplatné LN
Lidovky.cz > Relax > Věda

Snaha o záchranu zraku směřuje od vývoje umělé oční sítnice až po úsilí napodobit regeneraci oka u obojživelníků

oko (ilustrační foto) | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy oko (ilustrační foto) | foto: Shutterstock

Ve světě trpí onemocněním oční sítnice asi čtyři sta milionů lidí. Obvykle neexistuje účinná léčba, a tak 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.

Hongkongští vědci publikovali ve vědeckém časopise Nature prototyp umělé sítnice tvořené polokulovitou membránou z oxidu hlinitého. Do membrány vyleptali systém jemných pórů a ty 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.

Hodiny místo desetiletí

Hongkongské umělé oko se v mnohém vyrovná lidskému. Lidské oko zabírá ve vertikálním směru zorné pole pod úhlem 130°. Hongkongská sítnice zajistí umělému oku zorný úhel 100°.

Každý pór v membráně se aktivuje, když na něj dopadá aspoň devadesát fotonů za sekundu. I to je hodnota srovnatelná se světločivnou buňkou. Odezva póru na světelný záblesk přichází za devatenáct tisícin sekundy a po čtyřiadvaceti tisícinách sekundy je pór připraven k zachycení dalšího signálu. 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 padesátkrát vyšší.

Oko - ilustrační foto

Přesto 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 musí zeštíhlet na pouhou setinu stávající tloušťky. Nejasná je i životnost sítnice. V laboratoři vydržela v testech pracovat devět hodin. Jako náhrada oka však musí fungovat bez poruch několik desetiletí.

Po vzoru obojživelníků

Při hledání léčby pro nemocnou sítnici oka nesázejí vědci jen na jednoho „koně“. V posledních letech slaví 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. 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. Vědci proto studují geny těchto zvířat. Doufají, že aktivací odpovídajících genů donutí k zahojení také sítnici lidskou.

Transplantace buněk

Velké naděje vkládají lékaři do léčby poškozené sítnice buňkami vypěstovanými v laboratoři. Zde došli nejdál japonští vědci, kteří hlásí výsledky prvních klinických zkoušek. Seniorům se sítnicí poškozenou tzv. 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 tak vzniká z kůže jakási 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 obtíž 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 vědci 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.

Covid může zabíjet i kvůli přehnané imunitě. V ohrožení nejsou jen oslabení

Druhá vlna pandemie v pražské nemocnici Na Bulovce. | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy

Premium Většina nakažených vyleží covid-19 doma. Pro část pacientů s vážným průběhem je ale koronavirus doslova zabijákem. Tedy...

Na pornu od šesti let. Českým dětem hrozí setkání s predátory i závislost

ilustrační snímek | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy

Premium Třiadvacetiletý Kryštof H. nikdy neměl delší vztah, známosti vždy záhy ztroskotaly. „Nakonec jsem u psychologa zjistil,...

ANALÝZA: Mlčenlivá pomsta. Američané se bojí říkat, co si myslí, ukázaly volby

Jak volilo americké vnitrozemí? | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy

Premium Amerika odvolila a nikdo nevěděl, kdo vyhrál, i když Joe Biden to pak začal mít stále více na dosah, byť jen o nos. Ale...