Daugiadisciplininė Istituto Italiano di Tecnologia (IIT-Italijos technologijos instituto) ir IRCCS Ospedale Policlinico San Martino tyrėjų komanda įrodė, kad Ziapin2 molekulė yra perspektyvi nauja priemonė kovojant su pigmentinio retinito ir su amžiumi susijusios geltonosios dėmės poveikiu. degeneracija, sąlygos, dėl kurių laipsniškai blogėja tinklainės fotoreceptoriai, sukeliantys progresuojančią aklumas.
Išvados paskelbtos žurnale Gamtos komunikacijos.
Komandą koordinavo IIT sinaptinių neurologijos ir technologijų centro vadovas Fabio Benfenati ir Stefano Di Marco, bendradarbiaudami su Politecnico di Milano.
Pigmentinis retinitas yra gana retas genetinis sutrikimas (pasireiškia 1 iš 3500 žmonių), o su amžiumi susijusi geltonosios dėmės degeneracija – 7–8 % gyventojų, o sergamumas didėja su amžiumi.
Šiuo metu nėra veiksmingų gydymo būdų, kaip atkurti regėjimą pigmentinio retinito ir geltonosios dėmės degeneracijos atvejais, o mokslo bendruomenės taikomi metodai, pagrįsti pablogėjusių fotoreceptorių fototransdukcijos proceso pakeitimu, pavyzdžiui, optogenetika ir tinklainės protezai, leido pasiekti dalinių rezultatų. regėjimo atkūrimas, visų pirma dėl neryškaus tinklainės neuronų aktyvavimo, nepriklausomai nuo vaizdinės informacijos apie šviesą ir tamsą atskyrimo ON ir OFF kanaluose, kurie atlieka esminį vaidmenį nustatant jautrumą kontrastui ir erdvinę skiriamąją gebą.
Tyrimas rodo, kad modifikuojant (priklausomai nuo šviesos) neuronų membranos elektrines savybes, reaguojant į šviesą, molekulė Ziapin2 gali atkurti įjungimo, išjungimo ir įjungimo-išjungimo reakcijas, kurias ikiklinikiniu laikotarpiu tinklainėje sukelia šviesos dirgikliai. pigmentinio retinito modeliai, dėl kurių vėl suaktyvėja keli atsako tipai, paprastai esantys sveikose tinklainėse.
Be to, sušvirkštas į stiklakūnį į ikiklinikinius pigmentinio retinito modelius, pasiekusius visiško aklumo būseną, Ziapin2 parodė savo gebėjimą atkurti šviesos sukeltą elgesį ir regėjimo aštrumą, o poveikis tęsėsi dvi savaites ir išlaikė visus biologinio suderinamumo testus.
Ziapin2 molekulė pirmą kartą buvo patentuota 2020 m. Chiara Bertarelli, Guglielmo Lanzani ir Fabio Lanzani ir buvo pristatyta žurnale Gamtos nanotechnologijos. Ziapin2 yra fotokeitiklis, kuris sugeria šviesą ir paverčia ją elektriniu signalu; patekęs į neuronų membraną, jis moduliuoja neuronų jaudrumą pagal šviesą, veikdamas išskirtinai pasyvias membranos savybes, netrukdydamas jonų kanalams ar neurotransmiterių receptoriams.
Paskutiniame tyrime IIT tyrimų grupė pirmą kartą pastebėjo, kad Ziapin2 taip pat panašiai veikia ir vidinės tinklainės neuronus, kuriems nedaro įtakos degeneracija, ypač bipolinių ląstelių lygmenyje, kur šviesa/tamsi informacija yra atskirta į atskiras ON ir OFF kanalus ir tada ganglioninės ląstelės siunčiamos į smegenis per optinį nervą.
Palyginti su ankstesniais ląstelių modelių rezultatais, šis tyrimas patvirtina molekulės veiksmingumą in vivo kontekste, atverdamas kelią galimiems pokyčiams, atsižvelgiant į būsimą klinikinį pritaikymą.
„Gauti rezultatai rodo, kad Ziapin2 molekulė yra labai perspektyvi atkuriant regimąjį atsaką fotoreceptorių degeneracijos atvejais”, – teigė Fabio Benfenati, IIT sinaptinių neurologijos ir technologijų centro koordinatorius ir IRCSS San Martino ligoninės Genujoje tyrėjas.
„Mes sugebėjome įrodyti, kad Ziapin2 gali atkurti fiziologinį antagonizmą tarp ON tinklainės neuronų, kurie signalizuoja apie šviesos buvimą, ir OFF neuronų, kurie signalizuoja apie šviesos nebuvimą bipoliniame tinklainės ląstelių lygyje. Skirtingas aktyvumas yra esminis sudėtingam tinklainės atsakui į šviesos stimuliavimą, kuris suteikia natūralesnį regėjimą.
„Ikiklinikiniuose pigmentinio retinito modeliuose Ziapin2 atkūrė atsaką į šviesą ir kontrastą iki dviejų savaičių po vienos injekcijos į stiklakūnį, be jokio toksinio ar uždegiminio poveikio”, – padarė išvadą Stefano Di Marco, filialas IIT tyrėjas ir šiuo metu universiteto profesorius. Genovoje. „Šis novatoriškas požiūris gali būti lūžis atkuriant regėjimą degeneracinių tinklainės ligų srityje.”
„Pasirodo, kad Ziapin2 yra pagrindinė molekulė, veikianti išskirtinai pasyvias membranos savybes“, – teigia Chiara Bertarelli, Milano politechnikos profesorė. „Šis tyrimas pabrėžia jo in vivo veiksmingumą ir galimus pritaikymus.”