Una singola iniezione offre ai mammiferi la visione notturna
Scienziati all'avanguardia della nanotecnologia sono sulla strada per l'apparentemente impossibile: creare un'iniezione che ci permette di vedere al buio. Questa ricerca apre la porta a nuovissimi interventi terapeutici.
L'occhio dei mammiferi può rispondere solo a una piccola banda di lunghezze d'onda.
Generalmente, la gamma è 400–700 nanometri. Naturalmente, l'intero spettro della luce è molto più ampio.
All'estremità più lunga di questo spettro si trova il vicino infrarosso (NIR) e la luce infrarossa (IR).
Nessun mammifero è in grado di rilevare questi tipi di luce.
Gli occhiali per la visione notturna consentono all'utente di rilevare queste lunghezze d'onda altrimenti invisibili, ma sono ingombranti. Inoltre, durante le condizioni diurne, si saturano di luce e non funzionano più correttamente.
Recentemente, i ricercatori della University of Science and Technology of China e della University of Massachusetts Medical School di Boston hanno iniziato a cercare modi per aumentare la visione nei mammiferi a lunghezze d'onda NIR senza la necessità di tecnologia indossabile.
Integrare nanotecnologie e visione
Il lavoro fa parte di una nuova ondata di ricerca incentrata sull'integrazione di nanoparticelle con sistemi biologici. Inserendo minuscoli sensori o dispositivi nel tessuto vivente, potrebbe essere possibile impartire nuove utili capacità.
La medicina moderna sta già trovando usi per questo. In una recensione, gli autori spiegano: "Ora ci sono molti importanti esempi di nanomateriali utilizzati per migliorare la salute umana, in aree che vanno dall'imaging e diagnostica alla terapia e alla medicina rigenerativa".
L'ultima indagine appare sulla rivista Cellula. Gang Han, Ph.D. - che è un professore associato di biochimica e farmacologia molecolare - hanno guidato gli scienziati.
Nel loro articolo, gli scienziati spiegano come hanno iniettato "nanoparticelle di upconversion che legano i fotorecettori" nei topi, che hanno permesso agli animali di vedere al buio.
Più specificamente, hanno utilizzato una tecnica di iniezione sottoretinica, che molti oftalmologi ora usano comunemente.
Gli esperimenti innovativi hanno coinvolto l '"incollaggio" delle cosiddette nanoantenne ai fotorecettori retinici dei topi. Una volta lì, le nanoantenne hanno convertito la luce NIR in luce verde visibile. Quindi, senza la necessità di alcuna attrezzatura esterna, i roditori sono stati in grado di percepire la luce NIR.
Il team ha utilizzato nanoparticelle di lectina per posizionare le nanoantenne in posizione.
Un nuovo modo di avvicinarsi alla visione
Sottoponendo i topi a una serie di test, il team ha dimostrato che gli animali potevano distinguere schemi complessi alla luce NIR.
Inoltre, poiché le nanoantenne erano posizionate così vicino ai fotorecettori, erano necessari solo livelli molto bassi di luce NIR per attivare le nanoparticelle, consentendo così la percezione della luce.
È importante sottolineare che questo non ha influenzato la visione diurna degli animali.
Dopo circa 2 settimane, la loro capacità di vedere al buio è svanita. I topi non sembravano avere effetti negativi, come infiammazione o morte cellulare. Naturalmente, i risultati sono affascinanti, ma le implicazioni si estendono oltre l'intrigo generale.
"Queste nanoantenne consentiranno agli scienziati di esplorare una serie di domande intriganti, da come il cervello interpreta i segnali visivi per aiutare a trattare il daltonismo".
Gang Han, Ph.D.
Secondo gli autori, "Dotare i mammiferi della capacità di visione NIR potrebbe anche aprire la strada ad applicazioni civili e militari critiche".
Naturalmente, poiché questa procedura prevede un'iniezione nell'occhio, il suo uso generale sarà limitato. Tuttavia, potrebbe aprire la porta a metodi meno invasivi per migliorare la vista. Come spiegano gli autori:
"[I] n oltre al miglioramento delle capacità visive, questo nanodispositivo può servire come sistema integrato e controllato dalla luce in medicina, che potrebbe essere utile nella riparazione della funzione visiva e nella somministrazione di farmaci per le malattie oculari."
Questi sono i primi risultati, quindi sarà necessario più lavoro prima che gli scienziati possano utilizzare ampiamente la tecnica; tuttavia, già questi risultati sono intriganti e affascinanti di per sé.
