Zespół prof. Macieja Wojtkowskiego z Międzynarodowego Centrum Badań Oka opracował dwufotonowy skaningowy oftalmoskop fluorescencyjny. Instrument służy do obserwacji biochemii widzenia i może być wykorzystany w terapii degeneracyjnych chorób siatkówki.
Siatkówka oka odpowiada za odbiór bodźców wzrokowych. Znajdujące się w niej czopki umożliwiają widzenie i rozróżnianie barw w silnym oświetleniu, natomiast pręciki są wrażliwe na pojedyncze impulsy światła widzialnego o zmroku lub nocą. Nerw wzrokowy przekazuje wrażenia wzrokowe do mózgu. Przenoszący je impuls powstaje wskutek reakcji chemicznych, które zachodzą w komórkach siatkówki.
– Możemy powiedzieć, że ludzkie oko jest fabryką biochemiczną, której aktywność jest uzależniona od reakcji chemicznych jednej molekuły – retinalu. Ta cząsteczka jest niezbędna dla funkcji receptorów białek G, np. rodopsyny w pręcikach, i przetwarzania światła na impulsy elektryczne – wyjaśnił prof. Wojtkowski. Rodopsyna to światłoczuły receptor białka G. Zaabsorbowanie kwantu promieniowania skutkuje izomeryzacją 11-cis-retinalu związanego właśnie z rodopsyną. W konsekwencji następuje jego uwolnienie i inicjacja impulsu wzrokowego kierowanego do mózgu. Niedobór witaminy A stanowiącej źródło retinalu prowadzi do kurzej ślepoty i zaburzeń widzenia po zmroku lub w nocy.
Trudności w monitowaniu zmian zachodzących w siatkówce
Dostępne obecnie instrumenty naukowe nie są w stanie wykryć molekuł odpowiadających za prawidłowe funkcjonowanie siatkówki. Powodem tego jest fakt, że można pomylić je z lipofuscynami, a więc związkami odkładającymi się w siatkówce. Jak wyjaśnił dr inż. Jakub Bogusławski, główny wykonawca instrumentu, istnieje tylko jeden proces fizyczny, który sprawia, że molekuły stają się widoczne. Jest to fluorescencja ze wzbudzeniem dwufotonowym.
Okulistyczne techniki obrazowania są niezbędne w diagnozowaniu zmian chorobowych siatkówki. W tym celu stosuje się m.in. autofluorescencję dna oka, optyczną tomografię OCT oraz skaningową oftalmoskopię laserową. Metody te nie zapewniają jednak pełnego wglądu w chemię widzenia. Tymczasem przeprowadzenie nieinwazyjnej oceny procesów metabolicznych komórek siatkówki jest podstawą opracowania nowych terapii.
Polski wynalazek może być przełomem w diagnozowaniu chorób siatkówki
Polscy naukowcy do opracowania swojego instrumentu wykorzystali właśnie obrazowanie fluorescencyjne ze wzbudzeniem dwufotonowym (TPE) – technikę pomiaru czynnościowego barwników siatkówki. Dzięki niej można obejrzeć metabolity witaminy A. Zdaniem prof. Wojtkowskiego „oko jest idealnym narządem do obrazowania metodą wielofotonową”.
– Wierzymy, że molekuły kluczowe dla cyklu wzrokowego i toksyczne produkty uboczne tego szlaku metabolicznego będą mogły być mierzone i określane ilościowo za pomocą obrazowania TPE – oznajmiła dr Grażyna Palczewska, jedna z głównych wykonawców projektu. Polski wynalazek, dwufotonowy skaningowy oftalmoskop fluorescencyjny (TPEF-SLO), może okazać się przełomem w opracowywaniu nowych strategii leczenia schorzeń siatkówki.
Źródło: PAP
Przeczytaj także: Pierwsza w Polsce terapia genowa w leczeniu schorzenia siatkówki oka
