Millones de adultos mayores de 50 años luchan cada año con la pérdida de visión causada por daño a la retina o degeneración macular común.
Investigadores de física de la Universidad de Texas en Arlington han desarrollado una nueva plataforma que utiliza láser ultrarrápido de infrarrojo cercano para administrar terapia génica a las áreas dañadas de la retina para permitir la restauración de la visión en pacientes con enfermedades fotodegenerativas.
"La mayoría de las terapias se enfocan en frenar o detener la degeneración, pero no pueden apuntar a áreas de la retina ya dañadas", dijo Samarenda Mohanty, profesora asistente de física y directora del Grupo de Biofísica y Fisiología de la UTA, que dirigió la investigación. "Nuestra capacidad paraDirigirse específicamente a estas áreas dañadas célula por célula abre un nuevo mundo de posibilidades para la restauración de la visión ".
Mohanty demostró la efectividad del nuevo método en un artículo reciente publicado por la revista Nature Luz: ciencia y aplicaciones . En su estudio, Mohanty y su equipo compararon su método ultrarrápido basado en láser de infrarrojo cercano para administrar genes con el popular sistema de administración de genes químicos no virales conocido como lipofección.
El método basado en láser crea un agujero trans-sub-mircometer transitorio que permite que el gen de las proteínas sensibles a la luz, u opsinas, penetre en la célula retiniana dañada. Los genes se activan para producir las opsinas, que se unen a la célulamembrana y convertir la luz externa en señales de fotocorriente que son la base de la vista.
En los experimentos de Mohanty, el método basado en láser dio mejores resultados que la administración de genes químicos en términos de la cantidad de opsinas producidas y el número expresado en la membrana de la célula. También fue capaz de atacar las células una por una donde el químicoel sistema de entrega de genes no puede ser tan específico.
Además, el método basado en láser también fue capaz de entregar de manera efectiva grandes paquetes de genes que codifican un amplio espectro de colores a las células retinianas dañadas, lo que podría permitir la restauración de la visión de banda ancha en pacientes con enfermedades fotodegenerativas.
Con el envejecimiento de la población en muchos países, se espera que el número de pacientes con degeneración macular alcance los 196 millones en todo el mundo para 2020 y aumente a 288 millones para 2040, según The Lancet .
Mohanty es el investigador principal de la investigación detallada en el artículo, "Entrega óptica de múltiples genes que codifican opsina para la expresión dirigida y la activación de la luz blanca". El equipo de investigación incluyó a Kamal Dhakal y Subrata Batabyal del laboratorio de biofísica y fisiología de la UTA, Weldon Wright de NanoScope Technologies y Young-Tae Kim del Departamento de Bioingeniería de la UTA. Una subvención del Instituto Nacional de Salud apoyó la iniciativa.
A principios de este año, el profesor de psicología Mohanty y UTA, Perry Fuchs, publicó un estudio en la revista PLOS uno que mostró cómo inhibir la percepción del dolor en la región de la corteza cingulada anterior del cerebro. En su método de estimulación optogenética, los genes de las proteínas sensibles a la luz se envían a las neuronas y luego se activan con un láser.
Ese estudio demostró que la estimulación optogenética podría ser más precisa y efectiva que los métodos actuales para administrar la estimulación para el alivio del dolor. También permitió a los investigadores ver cómo diferentes tipos de dolor activaban las neuronas en el tálamo del cerebro.
Alex Weiss, presidente de Física de la UTA, dijo que "el equipo del Dr. Mohanty ha aplicado su experiencia en el uso de la luz para desarrollar una nueva técnica para introducir efectivamente genes en las células vivas. La investigación podría conducir a nuevas y revolucionarias terapias para la restauración devista en casos que actualmente son irreparables, pero que también tiene aplicaciones para remediar el dolor "
Mohanty se unió a UTA en 2009 del Beckman Laser Institute de la Universidad de California, donde realizó una investigación postdoctoral en biofotónica. Obtuvo su doctorado en física del Indian Institute of Science.
Sus investigaciones recientes y variadas han incluido el mapeo de circuitos neuronales en el cerebro, observando cómo se puede controlar el crecimiento de las neuronas en el laboratorio y nuevos métodos para identificar el tratamiento del cáncer.
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Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Arlington . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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