Έντυπο 20 - Η χρήση των Microchips για την Αντιμετώπιση της Τυφλότητας που οφείλεται σε Παθήσεις του Αμφιβληστροειδούς

Η χρήση των Microchips για την Αντιμετώπιση της Τυφλότητας που οφείλεται σε Παθήσεις του Αμφιβληστροειδούς

Υπό: Κωνσταντίνο Ρούγγα, Οφθαλμιάτρου, Αναπληρωτή Διευθυντή του Οφθαλμιατρείου Αθηνών

Εισαγωγή: 

Οι τρεις πιο ενδιαφέροντες και πολλά υποσχόμενοι τρόποι θεραπείας των εκφυλίσεων του αμφιβληστροειδούς είναι η μεταφύτευση κυττάρων, η γονιδιακή θεραπεία και τα microchips.

Και για τις τρεις αυτές τεχνικές έχουν γίνει σημαντικότατες έρευνες κατά τα τελευταία δώδεκα έτη, σε πολλά εργαστήρια στις Η.Π.Α., στην Ευρώπη (κυρίως στην Γερμανία και την Σουηδία), στην Ιαπωνία και την Αυστραλία.

Σαν παθήσεις του αμφιβληστροειδούς προς αντιμετώπιση τέθηκαν από τους ερευνητές, α) η ηλικιακή εκφύλιση της ωχρά ς κηλίδας, και β) η μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια. Και οι δύο με την αύξηση του μέσου χρόνου επιβίωσης των ανθρώπων έγιναν όχι μόνο εμφανείς, αλλά έφθασαν να θεωρούνται κυριολεκτικά μάστιγες, αφού η μεν πρώτη είναι η κύρια αιτία μείωσης της όρασης στον δυτικό κόσμο και κυρίως στα ηλικιωμένα άτομα, η δε δεύτερη είναι η κύρια αιτία κληρονομικής μείωσης της όρασης.

Α. Τα Microchips:

Είναι ένας τρόπος θεραπείας που θεωρείται, και σωστά, ότι είναι πολλά υποσχόμενος και ότι έχει τεράστιες προοπτικές ανάπτυξης και τελειοποίησης.

Προχωρώντας οι ερευνητές στον σχεδιασμό και την εφαρμογή των προγραμμάτων τους ήρθαν αντιμέτωποι με πολλά δυσεπίλυτα ερωτηματικά και προβλήματα.

1ο Ερώτημα: Στους πάσχοντες από μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια (Μ.Α.) θεωρούμε ότι οι νευρικές ίνες του οπτικού νεύρου λειτουργούν καλά ή είναι ατροφικές; Θεωρούν ότι τις περισσότερες φορές λειτουργούν καλά.

2ο Ερώτημα: Πού πρέπει να τοποθετηθεί η βιονική διάταξη (microchip), α) στις εσωτερικές (πρόσθιες) στιβάδες του αμφιβλ/δούς, στην στιβάδα δηλ. των γαγγλιακών ινών, β) στις εξωτερικές (οπίσθιες) στιβάδες του αμφιβληστροειδούς, στην περιοχή δηλαδή των φωτοϋποδοχέων, γ) στο οπτικό νεύρο, ή δ) στον εγκέφαλο; Για την μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια κατευθύνονται κυρίως στις δύο πρώτες θέσεις.

3ο Ερώτημα: Τί προοπτικές υπάρχουν όταν συνυπάρχει διαβητική αμφιβληστροειδοπάθεια ή και γλαύκωμα; Τότε αναζητούνται λύσεις κατά περίπτωση, ωστόσο οι δυνατότητες περιορίζονται σημαντικά.

1ο Πρόβλημα: Πώς θα προφυλαχθεί το ηλεκτρονικό chip και δεν θα καταστραφεί με τον χρόνο παραμένοντας σ' ένα περιβάλλον υδατικού διαλύματος αλάτων, όπως είναι ο μεσοκυττάριος χώρος; Στον τομέα αυτό έγιναν τεράστιες προσπάθειες και περνώντας από διάφορα υλικά οι ερευνητές φαίνεται να καταλήγουν σε κάποιο ελαστoμερές σιλικόνης, που περιβάλλοντας το microchip, το βοηθά και να μην καταστραφεί και να μην απορριφθεί. Καταλήγουμε έτσι αυτές οι ηλεκτρονικές διατάξεις μέσα ή πάνω στον αμφιβληστροειδή να αποκαλούνται SiIicon Retina.

2ο Πρόβλημα: Πώς θα συνδεθούν οι υποδοχείς (φωτοκυψέλες) του microchip (silicon retina) με τις νευρικές ίνες του αμφιβληστροειδούς; Την λύση φαίνεται να δίνουν νέας τεχνολογίας συνθετικές κυτταρικές μεμβράνες που θα συγκολλούν τα ζώντα κύτταρα με τα chips από σιλικόνη.

Δεν είναι βέβαια μόνο αυτά. Προβλήματα και ερωτήματα αναφύονται συνεχώς.

Μέσα λοιπόν από τεράστιες προσπάθειες και εμπόδια τα κύρια μέχρι τώρα επιτεύγματα είναι τα εξής:

Ι. Το μοντέλο των αδελφών Alan και Vincent Chow που άρχισαν να το επεξεργάζονται το 1990, είναι ένα chip μινιατούρα επί σιλικόνης μήκους τριών χιλιοστών που περιέχει 4.000 έως 5.000 μικροσκοπικά φωτοκύτταρα (κυψέλες) και τοποθετείται στις εν τω βάθει στιβάδες του αμφιβληστροειδούς. Όταν τα φωτοκύτταρα δεχτούν φωτεινό ερέθισμα τότε το φως μετατρέπεται σε ηλεκτρικά σήματα, που μέσω του οπτικού νεύρου μεταφέρονται στον εγκέφαλο και γίνονται αντιληπτά σαν εικόνα. (Αναφέρεται και σαν μάτι του Doelling).

Η διάταξη έχει δοκιμασθεί μόνο σε πειραματόζωα, η εικόνα που γίνεται αντιληπτή είναι ασπρόμαυρη και επιτρέπει αρκετά καλή διάκριση κάποιου μεγέθους γραμμάτων. Οι ερευνητές υπολογίζουν ότι θα μπορέσουν ν' αυξήσουν σημαντικά τον αριθμό των κυψελών, και ότι θα δώσουν τελικά την δυνατότητα σε τυφλούς ανθρώπους να διαβάζουν και εφημερίδα.

Για την ώρα όμως έχει το μειονέκτημα ότι η λειτουργία του δεν διαρκεί πολύ, γιατί έχει πρόβλημα τροφοδοσίας.

ΙΙ. Τομοντέλο Mahowald and Mead's silicon retina.Είναι και αυτό ένα rnicrochip που περιέχει συστοιχία αντιστάσεων που είναι συνδεδεμένες μεταξύ τους κατά τρίγωνα. Τοποθετείται στην στιβάδα των φωτοϋποδοχέων, έχει δοκιμασθεί μόνο σε κουτάβια και λειτουργεί περίπου όπως το μοντέλο των Chow.

ΙΙΙ. Το μοντέλο της συνεργασίας Harvard - ΜΙΤ. Πρόκειται για συστοιχία δύο rnicrochips. Το πρώτο, που είναι τοποθετημένο σ' ένα κοινό ζευγάρι γυαλιά, έχει διπλή αποστολή. Πρώτον δέχεται το οπτικό ερέθισμα και σαν απλό φως για να τροφοδοτήσει με ενέργεια όλη την συστοιχία, αλλά και σαν εικόνα που θα σταλεί πίσω, και δεύτερον περιέχει ένα μικροπομπό δέσμης ακτίνων Laser που θα σταλεί στο δεύτερο chip. Αυτό το δεύτερο chip είναι τοποθετημένο πάνω στην εσωτερική επιφάνεια του αμφ/δούς (στιβάδα των γαγγλιακών ινών). Εχει διάσταση 2,2 χ 2,2 χιλιοστά, περιέχει 12 μικροκυψέλες (φωτοδιόδους) και αποκαλείται «διεγέρτης» (stimulator). Δέχεται την ακτίνα του laser μήκους κύματος 820 nm που δρα και σαν μεταφορέας της εικόνας και σαν τροφοδότης ενέργειας.

Η διάταξη έχει δοκιμασθεί και σε ανθρώπους, θεωρείται πολύ κομψό και χρειάζεται πολύ μικρές χειρουργικές επεμβάσεις, ωστόσο χρειάζεται ακόμη βελτιώσεις στην τροφοδοσία των μικροκυκλωμάτων και νέο μοντέλο είναι υπό κατασκευήν στο Harvard, στο ΜΙΤ και στο Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας.

Μ' αυτό τον τρόπο πιστεύεται ότι ξεπεράστηκε η ανάγκη για κάποια μικροκάμερα μπροστά από τα μάτια, και οι συχνές επεμβάσεις για αλλαγή του microchip του οποίου έχει πέσει η ένταση.

Και άλλα μοντέλα έχουν κατά καιρούς προταθεί με λιγότερη επιτυχία και περισσότερα προβλήματα.

Είναι νωρίς ακόμη να πανηγυρίσουμε για μια μεγάλη επιτυχία ή για οριστική επίλυση του προβλήματος των πασχόντων από αμφιβληστροειδικές εκφυλίσεις. Το πολύ αισιόδοξο όμως μήνυμα είναι ότι η έρευνα πάνω στα microchips συνεχίζεται με αυξημένους ρυθμούς για να γίνουν αυτά όσο το δυνατόν πιο ευαίσθητα, ανθεκτικά και καλώς ανεκτά από τους ιστούς.

Το μέλλον, λοιπόν, στον τομέα αυτό φαίνεται ευοίωνο.

Β. Μεταμόσχευση κυττάρων μελαγχρόου επιθηλίου στον αμφιβληστροειδή

Αφού ο τομέας των μεταμοσχεύσεων ολόκληρων οργάνων (καρδιάς, νεφρών, ήπατος κ.λ.π.) θεωρείται ότι είναι πολλά υποσχόμενος, και ότι ήδη βοηθά πολύ, ενώ είναι ακόμη στα αρχικά στάδια εφαρμογής του, τότε θα πρέπει και οφείλουμε να είμαστε πολύ αισιόδοξοι για την μελλοντική ωφέλεια από την μεταμόσχευση απλών κυττάρων.

Παρ' όλα αυτά, όμως, οι προσπάθειες των ερευνητών συναντούν τεράστια εμπόδια, που αφορούν α) την χρηματοδότηση των ερευνών, β) την ανοσολογική αντίδραση των δεκτών προς το μόσχευμα, και γ) την λειτουργική προσαρμογή των μεταμοσχευμένων κυττάρων στο νέο περιβάλλον του οργανισμού δέκτη.

Κατά το έτος 2000, ο Οργανισμός Κατά της Τυφλότητας (FFB) βρέθηκε σε αδυναμία να χρηματοδοτήσει τις έρευνες αυτού του είδους, με αποτέλεσμα αυτές που έγιναν να είναι λίγες και χωρίς κοινά προγράμματα και πρωτόκολλα.

Οι έρευνες έγιναν κυρίως στην Σουηδία, στις Η.Π.Α. (Πανεπιστήμια Σαίν Λούϊς και Κολούμπια), στη Γερμανία (Αμβούργο) και στην Ιαπωνία. Αφορούν δε μόνο πάσχοντες από Ηλικιακή Εκφύλιση της Ωχράς Κηλίδας.

Η προσπάθεια που έγινε στην Σουηδία αφορούσε μεταμόσχευση κυττάρων μελάγχρου επιθηλίου από δότες σε δέκτες (αλλομοσχεύματα), χωρίς να γίνει ανοσοκαταστολή στους δέκτες, γιατί πίστευαν, από πειράματα σε ζώα, ότι ο αμφιβληστροειδής είναι ένας ιστός που δέχεται τέτοιες παρεμβάσεις χωρίς να κάνει απόρριψη. Ωστόσο δεν υπήρξε επιτυχία γιατί τελικώς έγινε απόρριψη.

Στις Η.Π.Α. έγινε προσπάθεια με εφαρμογή, αυτή τη φορά γενικευμένης ανοσοκαταστολής, η οποία, όμως δημιούργησε σοβαρότατες επιπλοκές στους υπερήλικες ασθενείς.

Η επόμενη προσπάθεια έγινε στην Γερμανία, και αυτή με ανοσοκαταστολή με την χρήση όμως διατηρημένων με κατάψυξη κυττάρων μ.ε., που μεταμοσχεύονταν στην ωχρά δεκτών, μετά από τιτλοποίηση, έλεγχο, δηλαδή, της γονιδιακής συμβατότητας δότου - δέκτου, και αφού αποψύχονταν.

Στην Κολούμπια και στην Σουηδία έγιναν πειραματικά μεταμοσχεύσεις κυττάρων μ.ε. σε ποντίκια, με συνεχή ανοσοκαταστολή με χρήση τοπικά κυκλοσπορίνης. Παρ' όλα αυτά υπήρχε μεγάλο ποσοστό απόρριψης.

Στην Ιαπωνία γίνεται προσπάθεια μεταμόσχευσης κυττάρων μελάγχρου επιθηλίου από την ίριδα του ιδίου του πάσχοντος στην ωχρά του κηλίδα (αυτομόσχευμα), σε περιπτώσεις παραγωγικής μορφής ηλικιακής εκφύλισης της ωχράς. Αναφέρθηκε μικρού βαθμού βελτίωσης της όρασης στις περιπτώσεις που γινόταν παράλληλα και χειρουργική αφαίρεση των νεοαγγείων κάτω από την ωχρά.

Τελευταία γίνονται προσπάθειες είτε για την χρήση τεχνητών αντισωμάτων (π.χ. αντι- CD 154) για την καλύτερη ανοχή στα μοσχεύματα, είτε στην «ανθρωποποίηση» χοίρων, την μετατροπή, δηλαδή, των γονιδίων των κυττάρων χοίρων με μεθόδους γενετικής μηχανικής, ώστε να μοιάζουν γονιδιακά με τα ανθρώπινα κύτταρα, κάτι που θα βοηθήσει σε όλα τα πεδία των μεταμοσχεύσεων.

Επί του παρόντος τα αποτελέσματα όλων των προσπαθειών μεταμόσχευσης κυττάρων μ.ε. στην ωχρά των ανθρώπων, είναι μεν ενθαρρυντικά, αλλά οριακά καλά. Αυτό σημαίνει ότι οι βελτιώσεις στην όραση είναι μικρές (κάτι που δεν αποκλείει την τυχαία εξέλιξη) και ότι υπάρχουν και σημαντικές αποτυχίες. Π.χ. το ότι οι Ιάπωνες ερευνητές είχαν κάποιες περιπτώσεις οριακής βελτίωσης της όρασης σε ασθενείς με παραγωγική μορφή ηλικιακής εκφύλισης της ωχράς μετά από μεταμόσχευση μελαγχρωστικών κυττάρων της ίριδος στην περιοχή της ωχράς και χειρουργική αφαίρεση των νεοαγγειακών μεμβρανών δεν αποδεικνύει την ευεργετική δράση της μεταμόσχευσης, γιατί παρόμοιες βελτιώσεις υπάρχουν και μόνο με την χειρουργική επέμβαση.

Χρειάζονται επομένως πιο συντονισμένες και πολύ περισσότερες προσπάθειες πάνω στον τομέα αυτό για να εξαχθούν αποτελέσματα και συμπεράσματα τεκμηριωμένα και αξιόπιστα.

Τονίζεται και πάλι ότι η μέθοδος αφορά, επί του παρόντος, μόνο τους πάσχοντες από ηλικιακή εκφύλιση της ωχράς κηλίδας, κυρίως παραγωγικής (νεοαγγειακής) μορφής, και όχι τους πάσχοντες από μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια ή άλλου τύπου ταπητοαμφιβληστροειδική εκφύλιση, όπου, εξ άλλου, η χρήση της δεν έχει θεωρητική βάση.

Οπωσδήποτε, στο άμεσα προσεχές μέλλον, θα υπάρξουν πολλές εξελίξεις και ανακοινώσεις πάνω στο θέμα αυτό.

Κατηγορίες Βιβλιοθήκης: