Login |  Nova registracija
|

Magneto protein mogao bi pomoći magnetima u kontroli moždanih krugova Medicina

Ova slika prikazuje mišje neurone u petrijevki, iz studije NIH-a koja nije opisana u ovoj priči. Izvor: Lennart Mucke, Sveučilište u Kaliforniji (University of California), San Francisco/Flickr

Na slici: Ova slika prikazuje mišje neurone u petrijevki, iz studije NIH-a koja nije opisana u ovoj priči. Izvor: Lennart Mucke, Sveučilište u Kaliforniji (University of California), San Francisco/Flickr

Nova tehnika može omogućiti preciznije i manje invazivno proučavanje mozga.

Genetski inženjering sada može pomoći istraživačima da koriste magnete za kontrolu živčanog sustava. Znanstvenici su ovim istraživanjem uspješno kontrolirali ponašanje zebrica i miševa te sugeriraju da bi jednog dana moglo pomoći u liječenju moždanih poremećaja kod ljudi.

U posljednjih desetak godina znanstvenici su osmislili način kontrole moždane aktivnosti pomoću lasera. Ova strategija, nazvana optogenetika, koristi viruse da umetne gene u stanice i učini ih osjetljivima na svjetlost koja dolazi iz lasera. Optogenetika je revolucionirala neuroznanost dajući istraživačima precizan način pobuđivanja ili suzbijanja neuronskih sklopova i rasvjetljavanja uloge koju oni imaju u mozgu.

Optogenetika posjeduje niz prednosti u odnosu na dosadašnje metode kontrole neurona. Na primjer, električni impulsi stimuliraju sve neurone u nekoj točki u mozgu, a ne samo željene tipove stanica, dok lijekovi djeluju sporo. Međutim, optogenetika ima niz vlastitih nedostataka. Svjetlost ne može prodrijeti duboko prolaskom kroz lubanju ili u mozak, pa optogenetika obično zahtijeva invazivnu kirurgiju za implantaciju optičkih vlakana u blizini neuronskih krugova koje znanstvenici žele osvijetliti.

Sada neuroznanstvenik Ali Güler sa Sveučilišta Virginia u Charlottesvilleu i njegovi kolege razvili su genetski konstrukt koji su nazvali "Magneto" koji se može umetnuti u neurone kako bi bili osjetljivi na magnetska polja. Rekli su da je njihov rad postigao prvi primjer magnetske kontrole živčanog sustava pomoću genetskog inženjeringa. Istraživači su svoje nalaze detaljno iznijeli online u časopisu Nature Neuroscience.

Znanstvenici su svoj dizajn temeljili na molekuli poznatoj kao TRPV4, proteinu koji može pustiti ione kalcija u stanice. Kalcijevi ioni mogu pomoći u pokretanju živčanih impulsa.

Prijašnji rad je pokazao da TRPV4 može reagirati na pritisak. Güler i njegovi kolege spojili su gen za štakorski TRPV4 s genom za ljudski feritin, protein koji pohranjuje željezo. Istraživači su sumnjali da kada se magnetsko polje primijeni na ovu genetsku konstrukciju, feritin će se pomaknuti, otvarajući TRPV4.

U eksperimentima, znanstvenici su ubrizgali Magneto u senzorne neurone u leđnoj moždini zebrice, himalajske ribe koja se obično koristi u laboratorijima. Kada su ove zebrice postavljene između jakih magneta rijetkih zemalja, magnetska polja su pokrenula reakcije bijega, zbog čega su se njihova tijela savijala 10 puta češće od zebrica bez Magneta.

"Sve što životinja s Magnetom osjeća i čini i možda misli može se daljinski kontrolirati magnetskim poljima", rekao je klinički neurolog i znanstvenik-liječnik Wolfgang Liedtke sa Sveučilišta Duke u Durhamu u Sjevernoj Karolini, koji nije sudjelovao u ovom istraživanju.

Istraživači su također eksperimentirali s miševima, ciljajući na striatum, regiju koja se nalazi duboko u mozgu i koju je teško manipulirati optogenetikom. Strijatum je ključni dio moždanog kruga nagrađivanja, a znanstvenici su otkrili da su miševi s magnetom značajno preferirali magnetizirana mjesta u komori od nemagnetnih.

"Aktivirali smo put zadovoljstva ili nagrade koji bi aktivirali hrana ili lijekovi", rekao je Güler.

Jedna od vrlina "magnetogenetike" je da, poput optogenetike, može ciljati na vrlo specifične dijelove mozga. Međutim, magnetogenetika može prodrijeti dublje u mozak od optogenetike, a u principu može lako utjecati i na široke regije mozga istovremeno, dok optogenetika može samo stimulirati bilo koju točku koju optičko vlakno može osvijetliti, rekao je Güler.

Jedan od nedostataka Magneta do sada je to što on također reagira na brojne čimbenike za koje se zna da aktiviraju TRPV4, kao što su toplina ili prirodni spojevi mozga. Znanstvenici sada rade na tome da Magneto reagira samo na magnetska polja, kao i da povećaju njegovu osjetljivost na magnetska polja, rekao je Güler.

Güler je primijetio da bi magnetogenetika jednog dana mogla raditi uz optogenetiku i druge pristupe.

"Mogli biste kombinirati više tehnika za kontrolu nekoliko odvojenih neuronskih krugova u isto vrijeme", rekao je Liedtke.

Jednog dana magnetogenetika bi čak mogla pomoći u liječenju moždanih poremećaja, rekao je Güler. Genska terapija može uvesti korisne gene u neurone, a magneti mogu kontrolirati specifične neuronske krugove kada je to potrebno.

"Optogenetska manipulacija neuralnim krugovima kod pacijenata ima ogromne nedostatke - trebali biste u njih ugraditi optički kabel da bi funkcionirao", rekao je Liedtke, koji je pomogao otkriti TRPV4. "S Magnetom, možete jednostavno staviti magnetsko polje na lubanju."

Klinička ispitivanja genske terapije imala su problema sa sigurnošću i učinkovitošću tijekom desetljeća. Ipak, "postoji mnogo istraživača koji fino prilagođavaju te stvari kako bismo jednog dana mogli sigurno koristiti virusnu gensku terapiju kod ljudi", rekao je Güler.

Za komentiranje trebate biti prijavljeni. Prijavite se ili se registrirajte kao novi član.

Molimo Vas da ne šaljete neprimjerene komentare.

Ovaj tekst još nije komentiran. Budi prvi.