Wissenschaftler des Molecular Neurobiology Laboratory des Salk Institute haben einen Weg entdeckt, Gehirnzellen von Säugetieren allein mit Ultraschall zu aktivieren. Auf diese Weise ist eine tiefe Hirnstimulation auch ohne Implantate und Drähte möglich.
Dies lässt hoffen, dass die Sonogenetik Krankheiten behandeln und heilen kann, wie z Parkinson, das die Mobilität der Patienten verhindert, indem es die täglichen Bewegungen allmählich erschwert.
Die Zukunft ist drahtlos
Die heute angewandte Methode hat ihre ersten Schritte im Jahr 1989 gemacht: Sie heißt Tiefenhirnstimulation. Es ist eine Technik, die (unter anderem) Impulse erzeugen kann, die die abnormalen elektrischen Signale aufgrund von Parkinson kontrollieren können. Es erfordert jedoch die Implantation eines Geräts in den Kopf des Patienten.
Die Technik der Verwendung von Ultraschallwellen zur Anregung von Gruppen genetisch identifizierter Zellen ist als "Sonogenetik" bekannt, ein Begriff erstellt und populär gemacht von prof. Sreekant Chalasani vor mehr als einem Jahrzehnt.
„Drahtlos zu werden ist die Zukunft für fast alles“, sagt er in einer Pressemitteilung Chalasani, Hauptautor der in der Zeitschrift veröffentlichten Forschung Nature Communications.
Das Studium der Sonogenetik
In der jüngsten Studie entdeckte das Team ein neues Protein, TRPA1, das dafür bekannt ist, dass es Zellen ermöglicht, auf schädliche Chemikalien zu reagieren und verschiedene Arten menschlicher Zellen zu aktivieren, einschließlich derjenigen des Gehirns und des Herzens. Dieser Kanal wurde durch Ultraschall in einer Standard-Humanforschungs-Zelllinie (HEK) geöffnet gefunden.
Um die Studie voranzubringen, wurde ein gentherapeutischer Ansatz verwendet, um menschliche TRPA1-Proteingene an eine Gruppe von Neuronen im Gehirn von Mäusen zu liefern. Es stellte sich heraus, dass nur Nervenzellen mit TRPA1-Genen mit Ultraschall aktiviert wurden.
Bei weiterer Recherche Sonogenetik kann Parkinson möglicherweise heilen, ohne dass Gehirnimplantate erforderlich sind.
Die nächsten Schritte
Obwohl wir jetzt wissen, dass die Funktion von TRPA1 darin besteht, Temperaturänderungen zu erkennen und nicht zu verursachen, zeigt diese Studie, wie Temperaturänderungen für einige Arten von Krebszellen kritisch sein können.
Corinne Lee Kubli, leitender Co-Autor des Papiers.
Die Sonogenetik kann jedoch auch zur Behandlung anderer Erkrankungen eingesetzt werden.
Erstens diejenigen, die die Mobilität einschränken, wie z. B. Epilepsie, die es Ärzten ermöglichen, Gehirnzellen in einem bestimmten Bereich zu aktivieren, ohne dass eine Operation erforderlich ist. In zukünftigen Entwicklungen könnte es sogar einen Herzschrittmacher ersetzen, indem es Herzzellen aktiviert und reguliert.
