Projektbeschreibung
Wieder sehen können dank künstlichen synaptischen Reizen
Die altersbedingte Makuladegeneration und die Retinopathia pigmentosa sind häufig auftretende Augenerkrankungen. Ausgelöst durch die Degeneration der Fotorezeptoren erhalten die Bipolarzellen dabei keine lichtabhängigen synaptischen Reize mehr. Die Behandlung dieser Krankheiten konzentriert sich derzeit nur darauf, den Sehverlust hinauszuzögern. Doch die neurale Schädigung betrifft nur die vor der Synapse gelegene Seite. Die hinter der Synapse gelegene denervierte Seite könnte weiterhin aktiviert werden. Das EU-finanzierte Projekt HyVIS will darum verschiedene Technologien miteinander kombinieren und so die revolutionäre Wiederherstellung des synaptischen lichtabhängigen Inputs in die Bipolarzellen erreichen. Mit einer optisch gesteuerten hybriden Verbindung zwischen einer nanoskaligen Einheit, die Neurotransmitter freisetzt, und der denervierten Zelle hinter der Synapse sollen die grundlegenden Vorgänge beim Aufbau des Bildes auf der Netzhaut künstlich reproduziert werden.
Ziel
"Degenerative diseases of the retina, such as Retinitis pigmentosa (RP) and age-related macular degeneration (AMD), hit light-sensitive photoreceptors and leave bipolar cells (BCs) deprived of light-dependent synaptic input. Neuronal degeneration starts affecting the presynaptic side of the synapse, while the denervated postsynaptic side preserves the ability to be activated. This project targets the recovery of the lost synaptic light-mediated input to BCs by artificially reproducing two of the key mechanisms involved in retinal image formation: glutamate release and high spatial resolution. BCs will be interfaced with plasmonic nanochannels filled with smart polymers able to release glutamate in response to optical stimuli, mimicking neurotransmitter release sites on presynaptic terminals. The functionalization of the nanochannels with appropriate adhesion molecules together with single cell genetic engineering will re-create the synaptic machinery and mediate contact formation between pre- and postsynaptic partners.
No other attempts to recreate lost synapses by making an optically driven hybrid connection between a nano-sized neurotransmitter releasing device and the denervated postsynaptic cell have been attempted thus far. We propose stimulating neurons with a drastically novel method that surpasses the concept of electrical stimulation and that can go beyond single cell resolution to recreate lost synaptic connections with ""hybrid nanosynapses"". Moreover, the synergic combination of the proposed technologies paves the way for the breakthrough development of retinal prosthetics able to rescue the natural cell-specific connectivity of the inner retinal neurons."
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
16163 Genova
Italien