Nereginti akis gali matyti
Žmonės, apakę dėl retų paveldimų tinklainės ligų, turi galimybę vėl matyti. Išvysti šviesą, formas, judančius objektus leidžia tinklainių implantai. Kol kas jie įsodinami tik kruopščiai atrinktiems pacientams specializuotuose akių ligų centruose. Tačiau ateityje, kaip teigia technologijos mokslų daktarė, oftalmologė Ieva Sliesoraitytė, šie implantai turėtų būti prieinami plačiai, o tobulėjant technologijoms padėti ir žmonėms, kurie apako dėl kitų ligų.
„Matomas vaizdas primena juodai baltas fotografijas, tai užuomazginis regėjimas, kai matoma visai nedaug, tačiau visiškai aklam žmogui tai leidžia orientuotis aplinkoje ir būti savarankiškam. O tai yra labai daug, jei kalbame apie nereginčius žmones, kurių yra per 45 mln.“, – teigia viena iš nedaugelio mokslininkų, tiriančių retas paveldimas tinklainės ligas.
I. Sliesoraitytė Tuebingeno akių ligų institute (Vokietija) dalyvavo kuriant ir tobulinant „Alpha-IMS“ implantų biosensorinę dalį. Biosensorius – tai dirbtinis regos stimuliatorius, pasižymintis unikalia ir labai intuityvia vaizdo priėmimo ir elektrinio signalo perdavimo sistema.
Šiuo metu mokslininkė dirba Paryžiaus akių ligų institute. Apie pakaitines regos technologijas I. Sliesoraitytė vasario 22 d. skaitys pranešimą konferencijoje „TEDxVilnius 2014“, kurios tema – „The Future Is Ours“ (liet. „Ateitis priklauso mums“).
Kokiomis akių ligomis sergantiems ligoniams šios naujos regos technologijos gali padėti susigrąžinti regėjimą?
Šios technologijos kol kas gali būti naudingos tik tam tikrais aklumo atvejais. Pirmiausiai šis metodas tinka pacientams, sergantiems pigmentiniu retinitu, viena dažniausiai pasitaikančių genetiškai nulemtų ligų, kuri sąlygoja fotoreceptorių, pirmiausia lazdelių, vėliau kolbelių, degeneravimą. Progresuodama liga pažeidžia akies tinklainę, bet regimasis nervas yra sveikas ir regimoji smegenų žievė yra išsivysčiusi.
Dėl fotoreceptorių degeneracijos sutrinka orientacija tamsoje, susiaurėja regėjimo laukas, vėliau padidėja jautrumas šviesai. Palaipsniui objektai praranda ryškumą ir kontūrus, atsiranda spalvų išskyrimo problemų: pirmiausia – žalios ir mėlynos, galiausiai – viso spektro. Ligos progresavimas dažniausiai veda iki abiejų akių aklumo, asmens nedarbingumo, žmogaus savarankiško judėjimo aplinkoje apribojimo ir izoliacijos.
Manau, jog ateityje biosensoriai bus taikomi ir sergant kitomis akių ligomis, pavyzdžiui, tokiomis kaip amžinė geltonosios dėmės degeneracija, galbūt ir kai kuriais įgyto aklumo atvejais.
Kaip dažnai tokios ligos pasitaiko? Kokiam procentui žmonių yra aktualios šios inovatyvios technologijos?
Pigmentinio retinito dažnis yra maždaug 1–5 atvejai 10-čiai tūkstančių žmonių, jis skiriasi priklausomai nuo geografinės padėties. Žmonių, sergančių pigmentiniu retinitu, yra apie 1,5 mln. Šiuo metu pasaulyje yra apie 45 mln. aklųjų, kurių kasmet padidėja maždaug 1–2 mln.
Amžinės geltonosios dėmės degeneracijos dažnis yra maždaug 1 atvejis tūkstančiui gyventojų. Tai dažniausia regėjimo praradimo priežastis išsivysčiusiose šalyse vyresniems nei 60 metų žmonėms. Manau, jog tobulėjant medžiagų inžinerijai, regą grąžinančios technologijos galimai bus efektyvios ne tik paveldimo, bet ir įgyto aklumo atvejais.
Kiek yra tekę skaityti, šiuo metu yra implantuojami „Argus II“ protezai – ar Jūs dirbate būtent su jais?
„Argus II“ – tai dirbtinis tinklainės implantas, jau prieš keletą metų įėjęs į Europos rinką. Jų fukcionalumui užtikrinti būtina nedidelė išorinė kamera, fiksuojanti realaus laiko vaizdą, kuris pasiekia imtuvą, įtaisytą akinių kojelėje. Į elektroninius impulsus konvertuotas vaizdas siunčiamas į elektrodų plokštelę, įsodintą virš tinklainės, iš jų informacija keliauja į smegenis.
Po „Argus II“ implantacijos neregintys asmenys pajėgūs atskirti šviesą, formas, kontūrus, judesius. Šio tipo tinklainės implantai yra įsodinami specializuotuose centruose, esančiuose JAV ir įvairiose Europos šalyse. Jie yra testuojami ir implantuojami pavieniams pacientams ir Akių ligų institute Paryžiuje. Su šio tipo implantais tiesiogiai nedirbu.
„Alpha-IMS“ – tai pirmasis subretinalinis implantas, gavęs CE ženklą 2013 liepos mėnesį. Jis yra Vokietijos mokslininkų komandos – inžinierių, klinicistų, genetikų, biologų, fizikų – sėkmingo bendradarbiavimo rezultatas.
Tiubingeno akių ligų institute dirbau su biosensoriaus elektroninių charakteristikų sinchronizavimu šviesos bangai gyvame audinyje, sukūriau protokolus, prognozuojančius pooperacinį regos potencialą, susietą su tinklainės funkciniais ir morfologiniais pakitimais, ir, be abejo, tyriau žmones, sergančius retomis paveldimomis ligomis. Džiugu, jog galiu padėti vilties netekusiems ligoniams.
Papasakokite, kokia yra tinklainės implantų technologija, kaip ji veikia?
Šiuo metu yra dviejų tipų implantai – vadinami subretinaliniai ir epiretinaliniai. Pagrindinės konstrukcinės dalys – išorinė aktyvavimo sistema (panaši į dėžutę, telpančią į kišenę), daviklis, priimantis aktyvacijos signalą, biosensorius – tai šviesai jautrus elementas, vaizdo bangą verčiantis į elektrinį impulsą, arba miniatiūrinė išorinė vaizdo kamera, siųstuvas, siunčiantis elektrinius impulsus į pavienius elektrodus, bei signalo stiprintuvas. Elektrodų plokštelė laidais sujungta su davikliu, tarp aktyvavimo sistemos ir daviklio yra bevielis ryšys.
Sudėtingos ligoniui ir chirurgų komandai operacijos metu elektrodų plokštelė įterpiama į akies obuolio dugną, sritį, kurioje yra daugiausiai šviesai jautrių ląstelių – fotoreceptorių. Implantuojama virš tinklainės (epiretinaliniai implantai) arba tarp tinklainės sluoksnių (subretinaliniai). Laidai pravedami po oda, daviklis įsodinamas į temporalinio kaulo guolį. Nedideli operaciniai randeliai pasislepia tarp plaukų, išoriškai nieko nesimato.
Praėjus operaciniam laikotarpiui, aktyvavus išorinę valdymo sistemą, signalai siunčiami į daviklį, esantį už ausies. Iš jo impulsai keliauja į elektrodų plokštelę, priimtas vaizdas keičiamas į elektrinius impulsus. Signalai išlikusiu neuroniniu tinklu perduodami į specializuotus smegenų žievės centrus.
Matomas vaizdas primena juodai baltas fotografijas, tai užuomazginis regėjimas, kai matoma visai nedaug, tačiau visiškai aklam žmogui tai leidžia orientuotis aplinkoje ir būti savarankiškam. O tai yra labai daug, jei kalbame apie nereginčius žmones, kurių yra per 45 milijonus.
Kiek trunka pooperacinis laikotarpis – kada pacientas pradeda realiai kažką regėti?
Pooperacinis laikotarpis trunka apie dvi savaites. Pirmasis įjungimas rekomenduojamas per 7–14 dienų po operacijos, tačiau jis vyksta gana individualiai, priklausomai nuo to, kaip rezorbuojasi pooperaciniai audinių pabrinkimai. Dėl regos pakaitinių technologijų iki tol buvusi visiškai akla akis mato šviesą, atskiria įvairius pilkos spalvos atspalvius, formas, judančius objektus, pavieniai identifikuoja veido formas.
Geriausias iki šiol pasiektas regėjimo aštrumas, naudojant subretinalinius tinklainės implantus, yra 20/546 matuojant Londolt C žiedais, galimas regėjimo laukas – 15 laipsnių; o naudojant epiretinalinius – atitinkamai 20/1262 ir 20 laipsnių.
Kokios yra pacientų reakcijos, kai pirmąkart įjungiamas implantas?
Pacientai nuoširdžiai džiaugiasi galėdami atskirti įpiltą gėrimą, skrendančius paukščius ar automobilių žibintus, artėjančius jų link, atskirti įspėjantį šviesoforo mirgėjimą, būti pajėgūs savarankiškai judėti nepažįstamoje dinamiškoje aplinkoje. Be abejo, pasitaiko ir tokių jaudinančių atvejų, kuomet pacientas pirmą kartą pamato savo sužadėtinės šypseną, saulę ir sušunka „o, Dieve, aš matau“. Visų be išimties pacientų gyvenimo kokybė būna įvertinta kaip pagerėjusi.
Ar pasitaiko atvejų, kad implantas vis dėlto nė kiek nepadeda?
Pasitaiko, priežastys gali būti susijusios su operaciniu laikotarpiu, išlikusio neuroninio tinklo funkciniais ir struktūriniais pakitimais, paties implanto techninėmis problemomis.
Esate minėjusi, kad kiekvienam pacientui implantas yra individualus ir kaskart patobulinamas atsižvelgiant į patirtį, sukauptą dirbant su ankstesniu pacientu. Ar reikėtų suprasti, kad dirbtinės tinklainės kol kas nėra labai plačiai prieinamos, o vis dar yra labiau eksperimentinėje stadijoje ir implantuojamos pavieniams pacientams?
Eksperimentinė stadija pasibaigė sąlygiškai neseniai, tai yra gavus CE ir FDA patvirtinimus, tai yra 2011 ir 2013 metais atitinkamai. Tinklainės implantai gali būti įsodinami specializuotuose centruose kruopščiai atrinktiems pacientams. Šiuo metu aklieji, kuriems buvo įsodinti tinklainės implantai, skaičiuojami iki šimtų.
Pagal kokius kriterijus pacientai atrenkami?
Įvertinama diagnozė ir genetinis defektas, sąlygojęs paveldimą ligą, išlikę regos pojūčiai, analizuojami tinklainės sluoksnių struktūriniai pakitimai ir kraujotaka, išlikęs funkcinis potencialas, psichofizinės charakteristikos, gretutinės ligos, psichologinė asmens būklė, amžius, galimybės atlikti sudėtingą, keletą valandų trunkančią operaciją. Atliekami matavimai optimaliai implanto padėčiai nustatyti. Kiekvienas išvardintas kriterijus vertinamas atskirai, su pacientu aptariamas galimas pooperacinis regos potencialas.
Kiek toks implantas šiuo metu kainuoja?
Priklauso nuo implanto tipo ir šalies – kaina gali svyruoti nuo 30 tūkst. iki 85 tūkst. eurų, be to, nereikėtų pamiršti implantavimo, hospitalizacijos, kelionės išlaidų. Siekiama, kad netolimoje ateityje ligonių kasos kompensuotų implantavimo išlaidas.
Ar implantą reikia kas kažkiek laiko keisti, ar jis implantuojamas visam laikui?
Planuojama, jog naujos kartos implantai gali būti implantuojami be laiko apribojimų, tobulėjant technologijoms gali būti keičiama biosensorinė dalis.
Ar išvis įmanoma šių technologijų masinė gamyba, kaip sakykime, lęšiukų?
Esu mokslininkė, bet manau, jog tam jau pasiruošta – apie tai kalba CE ženklas ir FDA patvirtinimas, leidžiantys implantavimą atitinkamai Europos ir JAV rinkose. Siekiant masinio implantavimo, būtina paprasta ir greita biosensoriaus implantavimo procedūra, minimalios intervencijos chirurgija, išlaikanti neuroninio tinklo integruotumą.
Kada tinklainių implantai galėtų pasiekti Lietuvą?
Kadangi šiuo metu net pasaulyje tinklainės implantai nėra pasiekę masinio implantavimo slenksčio, prognozuoti dėl Lietuvos gana sudėtinga.
Jau kuriami ir naujo tipo regos biosensoriai. Kuo jie skirsis nuo dabartinių, kuo bus pranašesni?
Manau, kad ateityje naujos kartos regos technologijos leis imituoti fotoreceptorių funkciją – tai vadinčiau fotosensorine mimikrija, primenančia sveikų fotopigmentų funkciją. Netolimoje ateityje turėtų būti išspręstas gebėjimas justi spalvas, o regimo vaizdo kokybė priartinama prie vaizdo, matomo sveika akimi. Manyčiau, jog dėl medžiagų inžinerijos naujos kartos regos biosensorių diametras gali būti skaičiuojamas nanodalimis ir operacijos trukmė sutrumpinta iki keliasdešimt minučių.
Galvoju, jog tokio tipo biosensoriai bus taikomi labai įvairiai – ne tik biologinėse struktūrose, bet ir mašinų pramonėje, robotikoje, aviacijoje, ieškant žmonių, tai yra, nepilotuojami aparatai, greitos reakcijos pramoniniai robotai, nuotoliniu būdu valdomos raketos, integruotos technologijos leis nustatyti net ir labai mažų objektų tikslią padėtį.
Kokių dar aklumo gydymo naujovių galime sulaukti netrukus? Gal kurios nors naujovės jau žengia pirmuosius žingsnius, bet dar nėra plačiau apie jas žinoma?
Kalbant apie retas paveldimas tinklainės ligas – tai kamieninės ląstelės ir genų inžinerija. Pastaroji yra pasiekusi klinikinių tyrimų stadiją su žmonėmis ir net vaikais.
Jurgita Kuzmickaitė,
Susiję straipsniai
