Geny? Čipy? Jak vrátit lidem zrak ****************************************************************************************** * Geny? Čipy? Jak vrátit lidem zrak ****************************************************************************************** Američtí vědci částečně navrátili zrak nevidomým pacientům, když jim do oka implantovali s Zároveň se již velmi úspěšně – a i v Česku běžně – používá podobná technologie u lidí se z úkolu navrátit lidem jejich postižené smysly však pracují i genetici. Slovy milovníků sci-fi: problém ztráty sluchu a zraku řeší věda jak směrem kyborgizace, te přístrojů do lidského těla, tak i cestou genové manipulace. Podle profesora Josefa Syky, n neurofyziologa, jsou oba tyto směry nadějné. * Jaké má dnes věda možnosti nahradit nefunkční zrak nebo sluch? Hledání náhrady zraku a sluchu je téma, které vědci začali řešit před čtyřiceti lety. Dnes sluchové implantáty přes sto tisíc lidí a díky nim slyší. Pokud je dostanou v útlém věku h normálně mluví. U zrakových implantátů jsme stále na začátku, protože nahradit funkci sítn stále mimo náš dosah. * Jak začaly první pokusy? V roce 1968 celou problematiku zrakových implantátů otevřel anglický badatel Brindley. Teh do zrakové kúry v mozku matici elektrod. Už od třicátých let dvacátého století se ví, že k stimulujeme zrakovou kúru v mozku, vyvoláme záblesky, kterým se říká fosfeny. Brindley se takovou kombinaci fosfenů, aby pokusná osoba dokázala rozpoznat jednoduché tvary, napříkla písmena. To se nepodařilo. Pacienti byli schopni vnímat jen samotné fosfeny. * Proč to u sluchu je o tolik jednodušší? Podívejme se na čísla. Ve vnitřním uchu máme přibližně 15 000 citlivých buněk. Z toho vlas tzv. vnitřních vláskových buněk, je asi 3 500. Dalších asi 12 000 vnějších vláskových buně receptory, které nejsou přímo spojeny se sluchovým systémem, ale umožňují nám správně slyš receptorů dodává informace do 30 000 vláken sluchového nervu. Ve zrakovém systému je poměr Přes 100 milionů receptorů, tyčinek a čípků, dodává do mozku informace „pouhým“ jedním mil zrakového nervu. Tedy redukce sto ku jedné. Proto se dá říci, že celá řada zpracování sign v sítnici. A v tom je ta nesnáz. Dnes nejsme ještě schopni retinu nahradit. Stále nevíme, její funkce. Příčina ztráty zraku může být různá, ale nejčastěji se objevuje tzv. retiniti ztráta funkce pigmentové vrstvy v sítnici. Druhá častá příčina je makulární degenerace – d centrální části oka, skrze něž většinou vidíme. Vědci se snaží nahradit porušené vstupy, v pomocí elektrické stimulace zrakového nervu. Bohužel je to omezené. * Nedávno vědci oznámili, že u šesti pacientů v Kalifornii již „jednoduché“ oční implantát fungují a že chystají testy modernějších čipů na dalších padesáti lidech. Dnes, po čtyřiceti letech pokusů, jsou vědci tak daleko, že pacienti s implantátem jsou sc hrubé rysy v prostoru. Tady je něco tmavého a tady světlého. Proti sluchovým implantátům t začátek. Problém je, že musíme nahradit celou funkci retiny, zatímco u sluchu nahrazujeme receptorů. * Čipy nám tedy navrátí spíše ztracený sluch? Kromě testování elektronických náhrad se věda k cíli přibližuje ještě z jiné strany. Cesto V případě zraku to znamená nahradit tyčinky a čípky, v případě sluchu vnitřní vláskové buň zatím ve stádiu pokusů na zvířatech. * Je to také snazší u sluchu? Ano. Na pracovišti Michiganské univerzity v Ann Arboru se již podařilo částečně navrátit z morčeti. Tým doktora Raphaela využil existenci genu Atoh1, který dokáže proměnit normální ve vnitřním uchu na buňky vláskové. Do vnitřního ucha se zavede pomocí tzv. vektoru, což j probíhal tak, že u zvířete vědci nejprve zničili vláskové buňky pomocí ototoxických léků, velké množství adenoviru s genem Atoh1. U morčete se poté vyvinula celá řada nových vlásko buňky podpůrné se přeměnily na vláskové. Je to jedna z možností, jak jinou cestou navrátit náhradou, ale stimulací. * Jde to i u zraku? Podobný přístup zvolili jiní američtí vědci při léčení vrozené slepoty u myší. Implantoval postižené ztrátou tyčinek a čípků tyto receptory ze sítnice mladého zvířete. Pokud byly z dva až pět dní, ujaly se a nahradily chybějící receptory u původně slepé myši. Zásadní otá pokus řešil, byla, kdy tyto buňky odebrat, zda ve stádiu progenitorových, tedy vlastně kme nebo použít až buňky, které jsou v ještě nefunkčním stavu, ale už brzy začnou fungovat. * Půjde takto léčit i lidi? To, co se podařilo prokázat u myší, poskytuje určitou naději například pacientům s retinit by také časem začali vidět. Věda postupuje k vyřešení tohoto problému dvěma směry a oba js U sluchu je však naprosto dominantní a nadějná technika kochleárních implantátů, jejichž n světě přes 100 tisíc. * Co se týče sluchových neuroprotéz, jak jsou daleko čeští vědci? Má laboratoř pracuje ve sluchové oblasti už od devadesátých let, máme mnoho publikací a my dobré místo ve světě. Tuto problematiku jsme začali sledovat již kolem roku 1970, tehdy js kolegou Hrubým ve Vídni na stáži u profesora Buriana. Pak jsme v sedmdesátých letech začal vlastní kochleární implantát, dokonce jsme spolupracovali s profesorem Wichterlem, abychom biokompatibilní obal na elektronické součástky. Nakonec se nám podařilo vytvořit takový je který byl profesorem Betkou kolem roku 1985 implantován do uší asi deseti lidí. Byl jednok jsou dvaadvacetikanálové. Ale byl to funkční systém a ti lidé začali vnímat zvuk. * Používáte ho i dnes? Bohužel se ukázalo – a to je typický obraz tehdejšího života za železnou oponou – že techn dostatečně dokonalá. Během roku prakticky všichni znovu ztratili možnost slyšet, protože n se zlámaly nebo do implantátu vnikla tělesná tekutina atd. Po roce 1989 se tento systém op dnes naši pacienti mají kochleární implantát od australské firmy Nucleus, což je ten nejkv nejspolehlivější na trhu. * Co tyto implantáty umožňují? Z 370 českých pacientů, kteří mají prakticky všichni funkční implantát, je 270 dětí. Na po implantáty jen dospělým, protože nikdo nevěděl, jak budou u dětí fungovat. Ukázalo se však je třeba zavést implantát co nejdříve, protože jinak zůstanou hluchoněmé. Když jim pomůžem většinou do normálního života, rozvinou řeč a dokonce zpívají, telefonují, chodí do normál ostatními dětmi. * Takže u sluchu implantáty vítězí? I zde začínáme mnohem více vidět do genetické podstaty vrozené ztráty sluchu. Během posled objevilo, že většinu ztrát sluchu způsobuje porucha jediného genu. V polovině případů ten, za bílkovinu konexin 26. Tento protein spojuje podpůrné buňky, vytváří mezerové spoje a od transport draslíku do vnitřního ucha a zpět do vláskových buněk. Dnes už jsme schopni velm které dítě má nedostatek tohoto konexinu. Sledujeme rodiče a prarodiče těchto dětí a zjišť sluchu i v jejich rodinách. Prostě dnes už víme mnohé o tom, které geny se podílí na vroze * Jak jsme daleko od toho, ty geny opravit? U genu Atoh1 velmi blízko. U konexinu ještě tak daleko nejsme, ale očekávám, že během dvac schopni tyto geny u postižené populace opravovat. * Jak dlouho bude podle Vás trvat, než najdeme plnohodnotnou náhradu lidského zraku? Vědci čipu, který by měl až tisíc elektrod. Když si uvědomíme, že výzkumy začínaly v roce 1968, vlastně před čtyřiceti lety, vidíme, ž poměrně pomalu. Myslím si, že než se nám podaří vyvinout model centrálního zrakového vjemu dlouhá cesta. Asi bude možné v nedaleké budoucnosti tisícovkou elektrod nahradit určitou s a tím pádem dát postiženému člověku možnost rozeznávat rozhraní tmavé a světlé a pohyb. Co Neočekávám však, že by si v blízké době lidé mohli s těmito implantáty třeba číst noviny. * To znamená, že oni uvidí asi tak jako my, když je tma. Ano, protože ve tmě v podstatě nefungují čípky.