Graças aos avanços na optogenética, a recuperação da visão em indivíduos afetados pela degeneração da retina deu um salto promissor. Os pesquisadores Dr. O estudo, publicado na Scientific Reports, fornece informações sobre a restauração da visão que não requer óculos volumosos, facilitando a vida de milhões de pessoas.
O estudo explora os desafios de restaurar a visão usando optogenética, uma técnica 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 enfrentam problemas como exigir luz muito brilhante, trabalhar apenas dentro de uma gama limitada de cores claras e reagir muito lentamente às mudanças na luz. Em 2021, a Nature Medicine relatou o primeiro ensaio clínico humano bem-sucedido de terapia optogenética em pacientes cegos. A função visual pode ser parcialmente restaurada através do uso de óculos especialmente projetados que detectam mudanças locais na intensidade da luz e projetam pulsos de luz apropriados na retina em tempo real para acionar células ganglionares retinais transduzidas optogeneticamente usando a opsina ChrimsonR. Este estudo marca uma grande melhoria e destaca como o ChRmine, com sua sensibilidade à luz aprimorada e robustez para provocar potenciais de ação, pode funcionar efetivamente na iluminação cotidiana, como luz solar e luz branca, e usar muito menos luz do que os métodos anteriores. Este avanço marca uma grande melhoria no sentido de tornar o processo mais natural e fácil de usar.
Uma das descobertas mais surpreendentes foi que o ChRmine foi capaz de ativar células nervosas com intensidades de luz extremamente baixas, o que significa que foi necessária muito pouca luz. Esses brilhos são muito mais baixos do que em dias nublados. 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: “Isto marca uma grande mudança na optogenética, pois agora podemos trabalhar para incorporar condições de luz natural em dispositivos que ajudam a restaurar a visão”.
Os pesquisadores também estudaram versões melhoradas do ChRmine, incluindo o hsChRmine, uma variante de ação mais rápida chamada mutante ChRmine de alta velocidade. Esta versão é mais responsiva e funciona em uma gama mais ampla de cores claras. Embora o ChRmine estimule as células nervosas a enviar sinais (ou seja, mensagens enviadas pelos neurônios) a uma taxa semelhante aos processos naturais, a variante de alta velocidade funciona quase duas vezes mais rápido, melhorando a qualidade da recuperação da visão. Esses recursos são essenciais para ajudar as pessoas a recuperar a capacidade de ver cores e movimentos com mais clareza.
As simulações do estudo também mostraram que o uso de luz de comprimentos de onda mistos (uma gama de cores, como a encontrada na luz solar natural) tem vantagens significativas sobre dispositivos que dependem de faixas estreitas de luz, como diodos emissores de luz que produzem cores específicas de luz. O ChRmine responde mais fortemente a este tipo de luz mista, produzindo uma resposta várias vezes maior do que outros métodos. O professor Roy explicou: “Usar luz que cobre uma gama mais ampla de cores é um grande avanço. Poderia nos ajudar a obter uma recuperação da visão de alta qualidade ao usar níveis de luz muito mais baixos, protegendo assim o olho do aquecimento e dos danos causados pela luz e reduzindo a dependência da iluminação artificial.”
Em suma, a investigação do Professor Roy não só destaca o potencial do ChRmine para restaurar a visão sem cirurgia invasiva (o que significa que não há necessidade de grandes cirurgias), mas também aponta para possibilidades excitantes para o desenvolvimento futuro da optogenética. Ao combinar alta sensibilidade à intensidade e cor da luz, resposta rápida, qualidade aprimorada e capacidade de trabalhar sob luz natural, o ChRmine e suas versões aprimoradas podem transformar o tratamento de pacientes com perda de visão. Essas descobertas representam um passo importante para a criação de próteses retinais optogenéticas acessíveis e eficazes que poderiam melhorar a qualidade de vida de pacientes com deficiência visual.
Referência do diário
Himanshu Bansal, Gur Pyari e Sukhdev Roy, “Previsões teóricas de restauração da visão optogenética de luz ambiente de banda larga usando ChRmine e seus mutantes.” Relatórios Científicos, 2024. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-62558-2
Sobre o autor
Professor Sukhdev Roy Obteve o diploma de bacharel em 1986, um mestrado honorário em física pela Universidade de Delhi e um doutorado em física pelo Dayalbagh Educational Institute (DEI), Agra, Índia, em 1988. diploma pelo IIT Delhi em 1993. Atualmente, ele é professor e chefe do Departamento de Física e Ciência da Computação, DEI, Agra, Índia. Ele foi professor visitante na Universidade de Harvard, Waterloo, Würzburg, Regensburg, Erlangen, Osaka, Hokkaido MPI Optical Sciences, City University e Queen Mary University of London, e pesquisador no Centro Internacional de Física Teórica em Trieste, Itália. Ele recebeu o AICTE Young Teacher Career Award em 2001, a Japan JSPS Invitational Scholarship em 2004 e o Sardar Patel University HC Shah Research Endowment Award em 2006.Yingshi Prêmio Memorial IETE BB Sen 2007, IETE-Conf. Prêmio Emergente de Tecnologia Optoeletrônica 2012, IETE-M. Ele recebeu o Rathore Memorial Award em 2016, a Medalha de Ouro dos Sistemas Nacionais da Indian Systems Society em 2016, o DEI Distinguished Alumni Award em 2021 e ganhou 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 6 patentes de design de tecnologia de drones no Reino Unido. Ele hospedou 8o Conferência e Exposição Mundial de Nanociência e Nanotecnologia 2020, Filadélfia, EUA. Em 2015, ele fez um discurso em comemoração ao Ano Internacional da Luz das Nações Unidas na conferência do Conselho Internacional de Academias de Ciências de Engenharia e Tecnologia (CAETS) e foi palestrante convidado na Reunião Anual da American Physical Society de 2008. Ele é editor associado do IEEE Access e editor convidado da American Physical Society em março de 2015. Edição especial de 2011 sobre computação óptica da revista IET Circuits, Devices and Systems (Reino Unido), membro sênior do IEEE, membro da Academia Nacional de Engenharia, Índia, membro da Academia Nacional de Ciências, IETE (Índia), SPIE e Optica, e membro ilustre da Sociedade Óptica da Índia.
Dr Himanshu Bansal Ganhe um diploma de bacharel. Ele recebeu seu PhD e M.Sc. pela BR Ambedkar University, Agra, Índia, em 2015. licenciatura em Física pelo Dayalbagh Institute of Education, Agra, Índia, em 2017 e 2023, respectivamente. Ganhou o Prêmio Jovem Cientista de Ciências Físicas da Associação do Congresso de Ciências da Índia de 2023 e o Prêmio de Melhor Tese de Doutorado do 6º Congresso de Ciências da Índiao Simpósio Internacional IEEE sobre Avanços Recentes em Fotônica realizado no IIIT Allahabad em 2023, ganhou dois prêmios de melhor artigo em conferências internacionais de fotônica e recebeu bolsa DST-INSPIRE 2012-2022. Atualmente é pesquisador do Centro de Neurociências do Instituto Indiano de Ciência, Bangalore.
Gul Piari Obteve bacharelado (Hons) e mestrado em Física. licenciatura em física pelo Dayalbagh Institute of Education, Agra, Índia, em 2016 e 2018, respectivamente. Ela é pesquisadora no Departamento de Física e Ciência da Computação, DEI, Agra, Índia. Ganhou o 6º Prêmio de Melhor Artigoo Workshop Internacional IEEE sobre Avanços Recentes em Fotônica (WRAP) 2023 no IIIT Allahabad. Ela atuou como UGC-SAP Fellow de 2018 a 2022 e recebeu bolsas de pesquisa júnior e sênior do Ministério da Ciência e Tecnologia do Governo da Índia, de 2022 a 2025.
