Suntikan tunggal memberi mamalia penglihatan malam
Para ilmuwan di ujung tombak nanoteknologi berada di jalur yang tampaknya mustahil: menciptakan suntikan yang memungkinkan kita melihat dalam kegelapan. Penelitian ini membuka pintu bagi intervensi terapeutik baru.
Mata mamalia hanya dapat merespons pita kecil panjang gelombang.
Umumnya, kisarannya 400-700 nanometer. Tentu saja, spektrum penuh cahaya jauh lebih luas.
Di ujung yang lebih panjang dari spektrum ini adalah inframerah dekat (NIR) dan cahaya inframerah (IR).
Tidak ada mamalia yang dapat mendeteksi jenis cahaya ini.
Kacamata penglihatan malam memungkinkan pengguna untuk mendeteksi panjang gelombang yang tidak terlihat ini, tetapi tidak praktis. Selain itu, selama kondisi siang hari, mereka menjadi jenuh dengan cahaya dan tidak lagi berfungsi dengan baik.
Baru-baru ini, para peneliti di Universitas Sains dan Teknologi China dan Sekolah Kedokteran Universitas Massachusetts di Boston mulai mencari cara untuk meningkatkan penglihatan pada mamalia pada panjang gelombang NIR tanpa memerlukan teknologi yang dapat dipakai.
Mengintegrasikan nanoteknologi dan visi
Pekerjaan tersebut merupakan bagian dari gelombang baru penelitian yang berfokus pada pengintegrasian nanopartikel dengan sistem biologis. Dengan memasukkan sensor atau perangkat yang sangat kecil ke dalam jaringan hidup, dimungkinkan untuk memberikan kemampuan baru yang berguna.
Pengobatan modern sudah menemukan kegunaannya untuk ini. Dalam satu ulasan, penulis menjelaskan, "Sekarang ada banyak contoh material nano yang digunakan untuk meningkatkan kesehatan manusia, di berbagai bidang mulai dari pencitraan dan diagnostik hingga terapeutik dan pengobatan regeneratif."
Investigasi terbaru muncul di jurnal Sel. Gang Han, Ph.D. - yang merupakan profesor biokimia dan farmakologi molekuler - memimpin para ilmuwan.
Dalam makalah mereka, para ilmuwan menjelaskan bagaimana mereka menyuntikkan "nanopartikel konversi pengikat fotoreseptor" ke tikus, yang memungkinkan hewan untuk melihat dalam gelap.
Lebih khusus lagi, mereka menggunakan teknik injeksi subretinal, yang sekarang umum digunakan oleh banyak dokter mata.
Eksperimen inovatif melibatkan "menempelkan" apa yang disebut nanoantennae ke fotoreseptor retina tikus. Sesampai di sana, nanoantennae mengubah cahaya NIR menjadi cahaya hijau yang terlihat. Jadi, tanpa memerlukan peralatan eksternal, hewan pengerat dapat melihat cahaya NIR.
Tim menggunakan nanopartikel lektin untuk menggiring nanoantenna ke tempatnya.
Cara baru untuk mendekati visi
Dengan menguji tikus melalui serangkaian tes, tim membuktikan bahwa hewan dapat membedakan pola kompleks dalam cahaya NIR.
Juga, karena nanoantennae diposisikan sangat dekat dengan fotoreseptor, hanya diperlukan tingkat cahaya NIR yang sangat rendah untuk memicu partikel nano, sehingga memungkinkan persepsi cahaya.
Yang penting, ini tidak memengaruhi penglihatan siang hari hewan.
Setelah sekitar 2 minggu, kemampuan mereka untuk melihat dalam kegelapan memudar. Tikus tersebut ternyata tidak mengalami efek samping, seperti peradangan atau kematian sel. Tentu saja, temuannya menarik, tetapi implikasinya melampaui intrik umum.
“Nanoantennae ini akan memungkinkan para ilmuwan untuk mengeksplorasi sejumlah pertanyaan menarik, mulai dari bagaimana otak menafsirkan sinyal visual hingga membantu mengobati buta warna.”
Gang Han, Ph.D.
Menurut penulis, "Memberi mamalia dengan kapasitas penglihatan NIR juga dapat membuka jalan bagi aplikasi sipil dan militer yang kritis."
Tentu saja, karena prosedur ini melibatkan suntikan ke mata, penggunaan umumnya akan dibatasi. Namun, itu mungkin membuka pintu ke cara yang kurang invasif untuk meningkatkan penglihatan. Seperti yang penulis jelaskan:
"Selain peningkatan kemampuan visual, nanodevice ini dapat berfungsi sebagai sistem yang terintegrasi dan terkontrol cahaya dalam pengobatan, yang dapat berguna dalam perbaikan fungsi visual serta pengiriman obat untuk penyakit mata."
Ini adalah temuan awal, sehingga diperlukan lebih banyak pekerjaan sebelum para ilmuwan dapat menggunakan teknik ini secara luas; namun, hasil ini sudah menarik dan mempesona.
