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Einmalige Injektion gibt Säugetieren Nachtsicht

Wissenschaftler auf dem neuesten Stand der Nanotechnologie sind auf dem Weg zum scheinbar Unmöglichen: eine Injektion zu schaffen, die uns erlaubt, im Dunkeln zu sehen. Diese Forschung öffnet die Tür zu völlig neuen therapeutischen Interventionen.


Nanotechnologie und Vision Science können eine glänzende Zukunft haben.

Das Säugetierauge kann nur auf einen kleinen Wellenlängenbereich reagieren.

Im Allgemeinen liegt der Bereich zwischen 400 und 700 Nanometer. Natürlich ist das gesamte Lichtspektrum viel breiter.

Am längeren Ende dieses Spektrums befinden sich nahes Infrarot (NIR) und Infrarotlicht (IR).

Kein Säugetier kann diese Art von Licht erkennen.

Mit einer Nachtsichtbrille können Benutzer diese ansonsten unsichtbaren Wellenlängen erkennen, sind jedoch umständlich. Während des Tages werden sie mit Licht gesättigt und funktionieren nicht mehr richtig.

Vor kurzem haben Forscher an der University of Science and Technology in China und der University of Massachusetts Medical School in Boston nach Wegen gesucht, um die Sehkraft von Säugetieren bei NIR-Wellenlängen ohne tragbare Technologie zu verbessern.

Nanotech und Vision integrieren

Die Arbeit ist Teil einer neuen Forschungswelle, die sich auf die Integration von Nanopartikeln in biologische Systeme konzentriert. Durch das Einsetzen kleinster Sensoren oder Geräte in lebendes Gewebe können nützliche neue Funktionen vermittelt werden.

Die moderne Medizin findet dafür bereits Verwendung. In einer Übersicht erläutern die Autoren: "Es gibt mittlerweile viele prominente Beispiele für Nanomaterialien, die zur Verbesserung der menschlichen Gesundheit in Bereichen eingesetzt werden, die von der Bildgebung über Diagnostika bis hin zu Therapeutika und regenerativer Medizin reichen."

Die jüngste Untersuchung erscheint in der Zeitschrift Zelle. Gang Han, Ph.D. - der außerordentliche Professor für Biochemie und molekulare Pharmakologie ist - leitete die Wissenschaftler.

In ihren In diesem Artikel erklären die Wissenschaftler, wie sie "Photorezeptor-bindende Upconversion-Nanopartikel" in Mäuse injizierten, wodurch die Tiere im Dunkeln sehen konnten.

Insbesondere verwendeten sie eine subretinale Injektionstechnik, die heute von vielen Augenärzten häufig verwendet wird.

Bei den innovativen Experimenten wurden sogenannte Nanoantennen mit den retinalen Photorezeptoren von Mäusen "verklebt". Dort haben die Nanoantennen NIR-Licht in sichtbares grünes Licht umgewandelt. So konnten die Nagetiere ohne externe Ausrüstung NIR-Licht wahrnehmen.

Das Team verwendete Lectin-Nanopartikel, um die Nanoantennen in Position zu bringen.

Eine neue Art, sich der Vision zu nähern

Durch eine Reihe von Tests an den Mäusen konnte das Team nachweisen, dass die Tiere komplexe Muster im NIR-Licht unterscheiden können.

Da die Nanoantennen so nahe an den Photorezeptoren positioniert waren, waren nur sehr geringe Mengen an NIR-Licht erforderlich, um die Nanopartikel auszulösen, wodurch die Lichtwahrnehmung ermöglicht wird.

Wichtig ist, dass dies nicht die Sicht der Tiere bei Tageslicht beeinflusste.

Nach etwa 2 Wochen nahm ihre Fähigkeit, im Dunkeln zu sehen, nach. Die Mäuse schienen keine nachteiligen Wirkungen wie Entzündung oder Zelltod zu erfahren. Die Ergebnisse sind natürlich faszinierend, aber die Implikationen gehen über die allgemeine Intrige hinaus.

"Diese Nanoantennen werden es Wissenschaftlern ermöglichen, eine Reihe faszinierender Fragen zu untersuchen, von der Interpretation visueller Signale durch das Gehirn bis zur Behandlung von Farbenblindheit."

Gang Han, Ph.D.

Den Autoren zufolge könnte "die Ausstattung von Säugetieren mit NIR-Sehvermögen den Weg für kritische zivile und militärische Anwendungen ebnen."

Da dieses Verfahren eine Injektion in das Auge beinhaltet, ist seine allgemeine Verwendung natürlich begrenzt. Es könnte jedoch die Tür für weniger invasive Wege zur Verbesserung der Sehkraft öffnen. Wie die Autoren erklären:

"Neben der Verbesserung der visuellen Fähigkeiten kann dieses Nanogerät als integriertes und lichtgesteuertes System in der Medizin dienen, das bei der Reparatur von Sehfunktionen sowie bei der Medikamentenabgabe bei Augenerkrankungen von Nutzen sein kann."

Dies sind frühe Erkenntnisse, so dass noch mehr Arbeit erforderlich ist, bevor Wissenschaftler die Technik umfassend einsetzen können. Diese Ergebnisse sind jedoch bereits faszinierend und faszinierend.

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