علم و فناوری تراهرتز

علم و فناوری تراهرتز

این کمیته فرعی به دنبال ارسال های اصلی در Terahertz (~ 200 گیگاهرتز تا 30 سالگی) علم و فناوری است. ما از طریق تکنیک های خاص THZ (E.G. Thz سنجش، هدایت، تصویربرداری، مدولاسیون، و غیره)، و همچنین ارائه تأثیرات متقابل انضباطی، مانند مطالعات THZ مربوط به انرژی، اسپینترونیک، بیوفوتونیک، کاتالیزوری و سایر فن آوری ها دعوت می کنیم . موضوعات مثال شامل موارد زیر است:

تولید، تشخیص، مدولاسیون و انتشار THZ

مفاهیم جدید در طیف سنجی THZ و تصویربرداری

پدیده های THZ، به ویژه آنهایی که مربوط به تکنولوژی هستند

نانوسکوپی THZ و نانو تصویربرداری

تعاملات غیر خطی THZ در مواد

مشخصه THZ مواد جدید

دستگاه ها و سیستم های ارتباطی THZ و فوتونیک

برنامه های جدید از تابش THZ

رویکرد اپتوژنتیک نیازی به استفاده از عینک تشدید کننده ندارد. اعتبار: فناوری های نانوسکوپی

رویکرد اپتوژنتیک نیازی به استفاده از عینک تشدید کننده ندارد. اعتبار: فناوری های نانوسکوپی

بعلاوه، اگر از مواد فتوشیمیایی استفاده می شود، باید رهایش آهسته طولانی مدت را برای به حداقل رساندن فرکانس تزریق نشان دهند. سیستم کلی بازیابی بینایی در صورت اثبات اثر نامطلوب باید قابلیت خاموش شدن را داشته باشد و در حالت ایده آل باید قابل ارتقا باشد. ایساکف اظهار داشت: «فهرست چالش ها دلهره آور است. اما ما داریم به آنجا می‌رسیم. بسیاری از جعبه‌ها قبلاً بررسی شده‌اند و ما مسیری را برای بقیه باز کرده‌ایم.»

بهبود بینایی معنی دار از نظر بالینی

به گفته سامارندرا موهانتی، مانع درمان ترکیبی با استفاده از دستگاه‌های نوری در کنار اپسین، این است که اطمینان حاصل شود که سمیت نوری در استفاده طولانی مدت محدود است. یک چالش دیگر تطبیق پرتو شبیه‌سازی پیش‌بینی‌شده با سلول‌های انتقال یافته با اپسین در شبکیه است که می‌توانند تکه‌ای یا در قالب حلقه مرتب شوند. حتی ممکن است سیستم نیاز به ردیابی حرکت چشم داشته باشد و به طور همزمان پرتو اسکن را با توجه به نواحی ترانسدود شده شبکیه تغییر مکان دهد.

در سال 2021، نانوسکوپ نتایج یک کارآزمایی بالینی را منتشر کرد که در آن ژن درمانی اپتوژنتیک این شرکت بینایی معنادار بالینی را به 11 بیمار نابینا شده توسط رتینیت پیگمانتوزا بازگرداند. به گفته این شرکت، این نتایج نشان دهنده اولین بهبود عملکردی معنی دار بالینی است که با درمان اپتوژنتیک به دست آمده است، و انتظار می رود نتایج مثبت بیشتری در پی داشته باشد.

این شرکت در آن زمان خاطرنشان کرد: «ما در یک برنامه توسعه بالینی در مراحل پایانی هستیم، یک کارآزمایی تصادفی دو ماسک چند مرکزی در ایالات متحده، با داده‌های بسیار هیجان‌انگیزی که باید درمان را برای بیماران تسریع کند». ما امیدواریم با Opsin چند مشخصه و پلتفرم‌های تحویل ویروسی/غیر ویروسی خود، به جمعیت گسترده‌ای از بیماران مبتلا به شبکیه به شدت تحلیل رفته یا نیمه تحلیل رفته رسیدگی کنیم.

در کنار این پیشرفت در بازگرداندن بینایی به افرادی که آن را از دست داده‌اند، اپتوژنتیک همچنین می‌تواند به بیماران مبتلا به شبکیه نیمه تحلیل‌رفته نیز رسیدگی کند و با آتروفی جغرافیایی در AMD خشک مقابله کند و در نتیجه به یک بیماری رایج دیگر رسیدگی کند. این امر مستلزم محلی سازی تحویل اپسین به نواحی آتروفیک است.

Mohanty اظهار داشت: "ما یک رویکرد تحویل نوری غیر ویروسی با هدایت OCT ایجاد کرده‌ایم تا ژن‌های رمزگذاری کننده اپسین را به مناطق هدف شبکیه ارائه دهیم." این امر التهاب ناشی از استفاده از کپسیدهای ویروسی را از بین می‌برد و همچنین به ما اجازه می‌دهد که سوژه را در همان نواحی آتروفیک تازه تکامل‌یافته در این بیماری‌های پیشرونده دژنراتیو شبکیه دوز مجدد کنیم یا یک اپسین بهبودیافته را تحویل دهیم.»

تیم هیز یک نویسنده مستقل در بریتانیا است. او قبلاً سردبیر صنعت optics.org و مجله Optics & Laser Europe بود. این مقاله در اصل در 2022 SPIE Photonics West Show Daily ظاهر شد.

اپتوژنتیک مسیری امیدوارکننده برای بازیابی بینایی

اپتوژنتیک مسیری امیدوارکننده برای بازیابی بینایی

ترجمه با مهندس شکوفه ساتری

درمان اپتوژنتیک MCO نانوسکوپ برای ترمیم بینایی. اعتبار: فناوری های نانوسکوپی.

از دست دادن بینایی می تواند نتیجه بسیاری از شرایط مختلف باشد، به طوری که تصور می شود بیماری ارثی شبکیه شایع ترین علت نابینایی در کشورهای توسعه یافته است. مدیریت تمایل به اقدامات حمایتی به جای درمان دارد، اگرچه روش‌های جراحی قابل توجهی با استفاده از انواع مختلف ایمپلنت‌های شبکیه نیز توسعه یافته‌اند.

اپتوژنتیک، که در آن فعالیت نورون ها یا سلول های دیگر تحت تأثیر نور فرودی قرار می گیرد، می تواند راه حل جذاب تری ارائه دهد. ممکن است بتوان از یک رویکرد اپتوژنتیک برای حساس کردن نورون‌های ثانویه و سوم شبکیه چشم به نور استفاده کرد و به آن‌ها اجازه داد به‌طور مؤثری جای گیرنده‌های منحط یا ناکارآمد مسئول از دست دادن بینایی را بگیرند.

این موضوع موضوع جلسه ای در کنفرانس اپتوژنتیک و دستکاری نوری در SPIE Photonics West در ژانویه بود، جایی که سامارندرا موهانتی و تیمی از نانوسکوپ شرکت کنندگان را در مورد آخرین پیشرفت ها در زمینه درمان اختلالات مختلف شبکیه به روز کردند.

موهانتی اظهار داشت: «اپتوژنتیک می‌تواند نورون‌های زنده‌مانده را حساس به نور کند، تا جایگزین عملکرد حسگر نور گیرنده‌های غیرفعال شود». "برای اینکه آنها به طور مناسب حساس به نور باشند، به عنوان مثال حساس به محیط باند پهن، به مهندسی مولکولی مناسب به علاوه حساسیت کاوشگر اپتوژنتیک بستگی دارد.

پروتئین opsin که ما استفاده می کنیم و با استفاده از یک ویروس مرتبط با آدنو (AAV) به عنوان ناقل تحویل می شود، باید به اندازه کافی حساس باشد که نورون ها در سطوح کم نور بدون ایجاد سمیت نوری فعال شوند. اپتوژنتیک شامل مولکول های طراحی شده از میکروب ها معمولاً به عنوان یک مهانتی افزود: سیستم تک جزیی، در حالی که انتقال دید طبیعی در انسان شامل تعامل چندین مولکول است، بنابراین سینتیک اپسین باید به اندازه کافی سریع باشد تا امکان پردازش بصری صحنه های متحرک را فراهم کند.

چالش با رویکرد opsin این است که همه ویژگی‌های ایده‌آل مانند حساسیت بالا، پاسخ طیفی وسیع و پاسخ سریع روشن و خاموش را داشته باشیم که در یک سیستم عملی قابل تشخیص باشند. Nanoscope Technologies اپسینی به نام Multi-Characteristic Opsin توسعه داده است که در آن ساختار منحصر به فرد - یک کانال یونی گذرنده که به یک لیگاند و تقویت کننده متصل شده است - منجر به مکانیسم خاصی از عمل می شود. هدف این است که اجازه دهیم محدوده دینامیکی بازسازی بینایی اپتوژنتیک به چندین مکانیسم مکمل مورد استفاده در چشم طبیعی نزدیک شود.

موهانتی گفت: «مسئله دیگر مربوط به تحویل اپسین به منظور دستیابی به انتقال بالا در سلول های هدف بدون ایجاد التهاب است. موهانتی گفت: "ناقل AAV با دوز بالا ما التهاب محدود و به خوبی کنترل شده را در یک دوره طولانی نشان داده است، در حالی که سایر ناقل های ویروسی در دوز بالا ممکن است منجر به عوارض جانبی طولانی مدت شوند. بنابراین باید به شدت مورد مطالعه و کنترل قرار گیرد."

چالش های در حال رفع شدن

روش‌های دیگر برای بازیابی بینایی می‌توانند ترکیبی از یک اپسین و یک دستگاه خارجی را به کار گیرند. در حالی که رویکرد اپتوژنتیکی که توسط فناوری‌های نانوسکوپ اتخاذ می‌شود نیازی به استفاده از عینک تقویت‌کننده ندارد، در عوض از ویژگی‌های سفارشی اپسین استفاده می‌کند، روش‌های جایگزین می‌توانند از عینک به عنوان بخشی از پلتفرم‌های نوری ترکیبی استفاده کنند که برای ثبت یک صحنه خارجی با دوربین و رله در نظر گرفته شده است. آن را به عنوان یک پرتو نور روبشی به شبکیه چشم می رساند. در این رویکردهای درمان ترکیبی، کنترل پالس و شدت نور ارسالی ضروری است، که اغلب از فناوری‌های فوتونیک فعلی مانند دستگاه‌های MEMS، حسگرها و الگوریتم‌های پردازش تصویر برای افزایش عملکرد کلی استفاده می‌کنند.

ایهود ایساکوف از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، که در مورد آن بحث خواهد کرد، اظهار داشت: «برخی از نسخه‌های این درمان‌ها از عینک‌های تشدیدکننده نور استفاده می‌کنند، و برخی دیگر از عینک‌های هوشمند استفاده می‌کنند که الگوی نور را تغییر می‌دهند و آن را همانطور که معمولاً در مدار بالادست شبکیه رخ می‌دهد، تهویه می‌کنند». استفاده از اپسین میله ای و مخروطی برای ترمیم بینایی اپتوژنتیک در طول کنفرانس.

ما به سیستمی نیاز داریم که به اندازه کافی حساس باشد تا در نور اتاق و روی نمایشگرهای استاندارد رایانه کار کند، سیستمی که دقت بالایی داشته باشد و به اندازه کافی سریع باشد که از تار شدن سوژه یا محیط در حال حرکت جلوگیری کند. و تحویل ژن باید به همان اندازه باشد. ایساکوف گفت: شبکیه تا حد ممکن، در حالی که برای نوع سلولی که به طور متراکم نمایش داده می شود، انتخابی است.