Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Một nghiên cứu mới từ Đại học Brown (Hoa Kỳ) mang đến niềm hy vọng cho hàng triệu người mất thị lực do thoái hóa võng mạc. Theo đó, các hạt nano vàng—siêu nhỏ, mảnh hơn sợi tóc người đến hàng nghìn lần—có thể một ngày nào đó được ứng dụng để phục hồi khả năng nhìn.

Trong bài công bố đăng tải trên tạp chí ACS Nano với sự hỗ trợ từ Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ, các nhà khoa học phát hiện rằng khi tiêm trực tiếp hạt nano vàng vào võng mạc, chúng có thể kích thích hệ thần kinh thị giác và khôi phục thị lực ở chuột mắc bệnh thoái hóa võng mạc.

Tiến sĩ Jiarui Nie chia sẻ: “Đây là một mô hình võng mạc nhân tạo hoàn toàn mới, có thể phục hồi thị lực mà không cần đến phẫu thuật phức tạp hay chỉnh sửa gen. Kỹ thuật này hứa hẹn sẽ cách mạng hóa phương pháp điều trị các rối loạn thoái hóa võng mạc."

Các rối loạn võng mạc như thoái hóa điểm vàng và viêm võng mạc sắc tố ảnh hưởng đến hàng triệu người ở Hoa Kỳ và trên toàn thế giới. Những tình trạng này gây tổn thương các tế bào nhạy sáng trong võng mạc được gọi là tế bào thụ cảm ánh sáng gồm các "que" và "nón" có nhiệm vụ chuyển đổi ánh sáng thành các xung điện nhỏ. Các xung này sẽ kích thích các loại tế bào khác nằm xa hơn trong chuỗi thị giác, gọi là tế bào lưỡng cực và tế bào hạch, giúp xử lý các tín hiệu từ thụ thể cảm quang và truyền chúng đến não.

Phương pháp mới này sử dụng các hạt nano được tiêm trực tiếp vào võng mạc để bỏ qua các thụ thể cảm quang bị tổn thương. Khi ánh sáng hồng ngoại được tập trung vào các hạt nano, chúng tạo ra một lượng nhiệt nhỏ, giúp kích hoạt các tế bào lưỡng cực và tế bào hạch theo cách tương tự như các xung từ thụ thể cảm quang. Vì các rối loạn như thoái hóa điểm vàng chủ yếu ảnh hưởng đến các thụ thể cảm quang trong khi vẫn giữ nguyên các tế bào lưỡng cực và tế bào hạch, nên chiến lược này có tiềm năng khôi phục thị lực đã mất.
 
Trong nghiên cứu mới này, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm phương pháp sử dụng hạt nano trên võng mạc chuột và trên những con chuột mắc các bệnh về võng mạc. Sau khi tiêm dung dịch hạt nano, các nhà nghiên cứu đã sử dụng ánh sáng laser cận hồng ngoại có hoa văn để chiếu các hình dạng lên võng mạc. Sử dụng tín hiệu canxi để phát hiện hoạt động của tế bào, nhóm nghiên cứu đã xác nhận rằng các hạt nano đã kích thích các tế bào lưỡng cực và các tế bào hạch theo các hoa văn khớp với các hình dạng do tia laser tạo ra.

Các thí nghiệm cho thấy cả dung dịch hạt nano lẫn sự kích thích bằng laser đều không gây ra tác dụng phụ có thể phát hiện được, theo các dấu hiệu trao đổi chất liên quan đến viêm nhiễm và độc tính. Sử dụng các đầu dò, các nhà nghiên cứu đã xác nhận rằng kích thích hạt nano bằng laser làm tăng hoạt động ở vùng vỏ não thị giác của chuột, một dấu hiệu cho thấy các tín hiệu thị giác trước đây không có đang được não truyền đi và xử lý. Theo các nhà nghiên cứu, điều này có nghĩa là thị lực đã được khôi phục ít nhất một phần, một tín hiệu tích cực cho khả năng ứng dụng công nghệ tương tự trên người.

Đối với mục đích sử dụng trên người, các nhà nghiên cứu hình dung ra một hệ thống kết hợp các hạt nano với một hệ thống laser được gắn trong một cặp kính hoặc kính bảo hộ. Các camera trong kính sẽ thu thập dữ liệu hình ảnh từ thế giới bên ngoài và sử dụng nó để điều khiển việc tạo mẫu của tia laser hồng ngoại. Các xung laser sau đó sẽ kích thích các hạt nano trong võng mạc của người, giúp họ có thể nhìn thấy.

Cách tiếp cận này tương tự với một phương pháp đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA) phê duyệt để sử dụng trên người vài năm trước. Phương pháp cũ kết hợp hệ thống camera với một mảng điện cực nhỏ được cấy ghép vào mắt thông qua phẫu thuật. Phương pháp sử dụng hạt nano có ưu điểm ít xâm lấn hơn nhiều so với phương pháp cũ. Bên cạnh đó, độ phân giải của phương pháp trước đây bị giới hạn bởi kích thước của mảng điện cực, khoảng 60 pixel vuông. Vì dung dịch hạt nano bao phủ toàn bộ võng mạc, phương pháp mới có thể bao phủ toàn bộ tầm nhìn của một người. Ngoài ra, do các hạt nano phản ứng với ánh sáng cận hồng ngoại trái ngược với ánh sáng thị giác, hệ thống này không nhất thiết phải can thiệp đến bất kỳ thị lực còn sót lại nào mà một người có thể duy trì.

Nghiên cứu này đã chứng minh rằng các hạt nano có thể tồn tại trong võng mạc trong nhiều tháng mà không gây độc tính đáng kể và chúng có thể kích thích thành công hệ thống thị giác. Đây là một dấu hiệu rất tích cực cho các ứng dụng trong tương lai.

Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/04/250416164526.htm