Kunstig netthinne kan gi blinde synet tilbake

Tekst/foto: Hilde Lynnebakken, UiO

I de mest ugjestmilde miljøene på kloden, på steder med glohett vann, i oljereservoarer eller hvor det er ekstremt surt, lever en spesiell type organismer: arker, også kalt arkebakterier. Arkene ligner bakterier og er blant de eldste levende organismene vi kjenner til.

Nå vil forskere bruke et protein fra en av disse mikroorganismene til å lage en kunstig netthinne som kan hjelpe pasienter med noen typer øyesykdommer.

Sykdommer ødelegger celler i netthinnen

I netthinnen bakerst i øyeeplet vårt finner vi fotoreseptorer, celler som omdanner lys til elektriske signaler.
Ved noen øyesykdommer blir fotoreseptorene ødelagt. Det gjelder blant annet for Retinitis pigmentosa.
Hos pasienter med denne sykdommen blir de lyssensitive cellene, fotoreseptorene, gradvis ødelagt. Også den vanligste årsaken til svaksynthet hos eldre, makuladegenerasjon, skyldes ødelagte celler i netthinnen.

Protein fra urbakterie utnyttes i kunstig netthinne

For å hjelpe pasienter med disse tilstandene ønsker forskerne å utvikle et implantat hvor funksjonen til de ødelagte cellene er overtatt av et lysfølsomt protein.

Proteinet det er snakk om, heter bakteriorhodopsin og bygges av en arkebakterie som finnes i saltsjøer.
Når bakteriorhodopsin utsettes for lys, bruker den energien til å pumpe protoner ut av cellen. Dette vil forskerne utnytte i en kunstig netthinne.

Implantatet består av flere lag av det lyssensitive proteinet og en membran. Når proteinet i implantatet treffes av lys pumpes protoner over membranen og aktiverer nervecellene i øyet.

Før implantatet kan gå videre til klinisk utprøving, skal det testes, og det er her de norske forskerne kommer inn i bildet.

– Vi skal utvikle teknologi for å undersøke funksjonen til proteinet, forteller Erik Andrew Johannessen ved Universitetet i Sørøst-Norge. Han har bioelektronikk som fagfelt og er leder for det norske prosjektet.

I praksis skal testingen foregå på en mikrobrikke som designes på Universitetet i Oslo. Det er en utfordrende oppgave kan Philip Häfliger ved Institutt for informatikk på Universitetet i Oslo fortelle.

– Chipene vi lager til vanlig, skal fungere i et tørt miljø, men denne skal virke i vann, sier han.

Mikrobrikken blir på størrelse med en celle

For å måle hvordan proteinene i den kunstige netthinna virker, skal forskerne måle både lys, surhetsgrad og elektrisk ladning med hver sin sensor på et bittelite område.
Miniatyrisering av sensorene og elektronikken er derfor nødvendig.

– En piksel, en gruppe av sensorer, blir på størrelse med en celle eller omtrent 50 mikrometer ganger 50 mikrometer, sier Häfliger.

Johannessen forteller at prosjektet har kommet i stand etter et mangeårig faglig samarbeid med professor Robert Birge ved Universitetet i Connecticut.

– Han er en pioner innen bioelektronikk og har jobbet med lyssensitive proteiner i flere tiår, sier Johannessen.
Professor Birge har etablert firmaet LambdaVision for å utvikle netthinne-implantatet.

Om prosjektet Photosense

Photosense er et samarbeidsprosjekt mellom forskningsmiljøer ved Universitetet i Sørøst-Norge, Universitetet i Oslo og i Connecticut i USA.
Forskningsrådet har bevilget 12 millioner kroner for prosjektperioden 1. oktober 2021 til 31. mars 2025 gjennom programmet Nanoteknologi og avanserte materialer (NANO2021).
LambdaVision, Norges Blindeforbund og Rikshospitalet er involvert som rådgivere i prosjektet.

Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo og er tidligere publisert i forskning.no (august 2022).