A reabilitação da visão para indivíduos que sofrem de degeneração da retina deu um passo promissor, graças aos avanços na optogenética. Dr. Himanshu Bansal e Gur Pyari conduziram um estudo teórico detalhado mostrando como proteínas sensíveis à luz chamadas canalrodopsinas funcionam em células que detectam luz. Condições de iluminação. O estudo, publicado na Scientific Reports, oferece insights sobre como restaurar a visão.
A pesquisa explora os desafios de restaurar a visão usando a optogenética, uma tecnologia que utiliza proteínas sensíveis à luz para ativar células nervosas na retina, a camada de tecido sensível à luz na parte posterior do olho. Os métodos tradicionais sofriam de problemas como exigir luz muito brilhante, trabalhar apenas dentro de uma gama limitada de cores claras e reagir muito lentamente às mudanças na luz. O primeiro ensaio clínico humano bem-sucedido de terapia optogenética em um paciente cego foi relatado em 2021 na revista Nature Medicine. A restauração parcial da função visual pode ser alcançada usando óculos especialmente projetados que podem detectar mudanças locais na intensidade da luz e fornecer pulsos de luz precisamente sincronizados à retina. O estudo atual representa um avanço significativo e destaca como o ChRmine, com sua robustez para exibir maior sensibilidade à luz e capacidades de atuação, pode funcionar de forma mais eficaz sob a iluminação diária, como luz solar e luz branca, do que os métodos anteriores. Este avanço marca um grande passo em direção a tornar o processo mais natural e fácil de usar.
Uma das descobertas mais notáveis foi a capacidade do ChRmine de ativar células nervosas com níveis muito baixos de luz, o que significa que a quantidade de luz necessária era mínima. Esses níveis são muito inferiores ao brilho de um dia nublado. Isso significa que os dispositivos que usam ChRmine podem funcionar sem a necessidade de iluminação artificial adicional, o que muitas vezes é inconveniente e desconfortável para os usuários. O professor Roy observou: “Isso representa uma mudança significativa na optogenética, pois agora podemos trabalhar para integrar as condições de luz natural em dispositivos que ajudam a restaurar a visão”.
Os pesquisadores também examinaram versões aprimoradas do ChRmine, incluindo o hsChRmine, uma variante de ação mais rápida conhecida como mutante do ChRmine de alta velocidade. Esta versão reage rapidamente e pode funcionar numa ampla gama de cores claras. Embora o ChRmine estimule as células nervosas a disparar sinais a uma taxa semelhante à dos processos naturais, mensagens enviadas pelos neurônios, o contraste de alta velocidade pode fazer isso quase duas vezes mais rápido, melhorando a qualidade da restauração da visão. Esses recursos são essenciais para ajudar os indivíduos a recuperar a capacidade de ver cores e movimentos com mais clareza.
As simulações do estudo mostram que a utilização de luz com uma combinação de comprimentos de onda – como a luz encontrada na luz solar natural – oferece vantagens significativas sobre dispositivos que dependem de faixas estreitas de luz, como díodos emissores de luz, que produzem luz de uma cor específica. O ChRmine respondeu mais fortemente a esse tipo de luz mista, produzindo uma resposta várias vezes maior em comparação com os outros métodos. O professor Roy explicou: “Usar luz que espalha uma ampla gama de cores é um grande avanço. Ela nos permite obter uma restauração da visão de alta qualidade usando níveis de luz muito baixos, o que protege o olho do calor e dos danos causados pela luz e reduz a dependência da iluminação artificial.”
Em resumo, o estudo do Professor Roy destaca o potencial do ChRmine para a restauração da visão sem cirurgia invasiva, o que significa que não são necessárias grandes operações, mas também aponta para possibilidades emocionantes para avanços futuros na optogenética. Ao combinar maior sensibilidade à intensidade e cor da luz, reações mais rápidas, melhor qualidade e capacidade de trabalhar com iluminação natural, o ChRmine e suas versões aprimoradas transformarão o tratamento de pessoas com perda de visão. Estas descobertas representam um passo importante para o desenvolvimento de próteses retinais optogenéticas acessíveis e eficazes que podem melhorar a qualidade de vida das pessoas com deficiência visual.
Nota de diário
Himanshu Bansal, Gur Pyari e Sukhdev Roy, “Previsão teórica da reconstrução da visão optogenética de luz ambiente de banda larga com ChRmine e seus mutantes.” Relatórios Científicos, 2024. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-62558-2
Sobre os professores
Professor Sukhdev Roy Recebeu B.Sc. (Hons) em Física pela Universidade de Delhi em 1986, M.Sc. em Física pelo Dayalbagh Institute of Education (DEI), Agra, Índia em 1988 e PhD. do IIT Delhi em 1993. Atualmente é professor e chefe do Departamento de Física e Ciência da Computação no DEI, Agra, Índia. Foi professor visitante em Harvard, Waterloo, Würzburg, Regensburg, Regensburg, MPI for Light Science em Erlangen, Osaka, Hokkaido, City University e Queen Mary University of London, e professor associado no Centro Internacional de Física Teórica, Trieste, Itália. Ele recebeu o Prêmio de Carreira AICTE para Jovens Professores em 2001, a JSPS Invitation Fellowship do Japão em 2004, o Prêmio HC Shah Research Endowment da Universidade Sardar Patel em 2006.Santo Prêmio Memorial IETE PP Sen 2007, IETE-Conf. Prêmio Tecnologias Optoeletrônicas Emergentes 2012, IETE-M. Prêmio Rathore Memorial em 2016, Medalha de Ouro de Sistemas Nacionais da Sociedade de Sistemas da Índia em 2016 e Prêmio Distinguished Alumni do DEI em 2021, oito prêmios de melhor artigo em conferências internacionais e nacionais. Ele publicou mais de 200 artigos de pesquisa em revistas e anais de conferências de renome, 11 capítulos de livros e possui seis patentes de design no Reino Unido em tecnologia de drones. Ele presidiu 8O Conferência Mundial e Expo 2020 sobre Nanociência e Nanotecnologia na Filadélfia, Filadélfia, EUA. Conselho Internacional de Engenharia e Ciências Tecnológicas Inc. Na conferência (CAETS), ele discursou para a ONU. Proferiu discurso de abertura para comemorar o Ano Internacional da Luz. 2008. Editor associado do IEEE Access, editor convidado da edição especial de março de 2011 sobre computação óptica no IET Circuits, Devices and Systems Journal (Reino Unido), membro sênior do IEEE e da Academia Nacional de Engenharia da Índia, membro ilustre da Sociedade Óptica da Academia Nacional de Ciências da Índia.
Dr. Recebeu B Sc. Dr. pela Ambedkar University, Agra, em 2015, MSc. em Física e PhD pelo Dayalbag Institute, Agra, Índia em 2017 e 2023, respectivamente. Ele recebeu o Prêmio Jovem Cientista da Indian Science Congress Association em Ciências Físicas em 2023 e o Prêmio de Melhor Dissertação de Doutorado em 6.O Workshop Internacional IEEE sobre Avanços Recentes em Fotônica no IIIT Allahabad, 2023, Dois prêmios de melhor artigo em conferências internacionais de fotônica e bolsa DST-INSPIRE de 2012-2022. Atualmente é pesquisador associado do Centro de Neurociências do Instituto Indiano de Ciência, Bangalore.
Gur Piari BSc., (Hons.) em Física e M.Sc. em Física pelo Dayalbag Institute, Agra, Índia em 2016 e 2018, respectivamente. Ele é pesquisador no DEI, Departamento de Física e Ciência da Computação, Agra, Índia. Premiado como melhor artigo em 6ºO No Workshop Internacional IEEE sobre Avanços Recentes em Fotônica (WRAP) 2023 no IIIT Allahabad. Ele foi pesquisador UGC-SAP de 2018 a 2022 e recebeu bolsas de pesquisa júnior e sênior do Departamento de Ciência e Tecnologia do Governo da Índia.
