Ультразвуковые волны использовались для контроля генетически измененных клеток головного мозга у мышей, что является шагом на пути к использованию этого метода для лечения таких расстройств, как болезнь Паркинсона или эпилепсия у людей. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Сообщается, что одним из крупнейших достижений в нейробиологии за последние два десятилетия является метод, называемый оптогенетикой, в котором клетки мозга генетически модифицируются, чтобы их можно было включать или выключать с помощью света. Теперь эта методика была адаптирована для контроля клеток головного мозга с помощью ультразвука, что открывает новые возможности для исследований мозга и разработки методов лечения неврологических расстройств, говорит Срикант Чаласани из Института биологических исследований Солка в Ла-Хойе, Калифорния.
Оптогенетические эксперименты предполагают, что клетки мозга животных, таких как мыши, реагируют на свет, добавляя ген, первоначально обнаруженный в водорослях. Они привели к множеству открытий о том, как различные схемы в мозге влияют на поведение, но животным необходимо, чтобы в их головы были вставлены волоконно-оптические кабели, что усложняет работу.
Команда Чаласани работала с другим геном, обычно обнаруживаемым в клетках человеческого мозга и сердца, называемым TRPA1, кодирующий мембранный белок, который обычно помогает клеткам реагировать на токсичные химические вещества.
Когда клеткам мозга мышей дали копию этого гена, они начали стрелять в ответ на ультразвук, направленный непосредственно на небольшую область их головы. Частота, вызвавшая отклик, составляла 7 мегагерц, что, как известно, не повреждает биологические ткани. Команда называет этот подход “соногенетикой”.
До сих пор основным медицинским применением оптогенетической терапии было введение таких генов в глаза людей, чтобы восстановить зрение слепым – когда в глаза попадает много света.
Но соногенетическая терапия потенциально может контролировать клетки мозга внутри головы без необходимости вживлять какие-либо источники света. Люди могли бы включать и выключать определенные группы клеток мозга с помощью ультразвуковых волн, которые проходили бы через череп.
Отмечается, что этот подход в один прекрасный день может быть использован, например, для лечения эпилепсии или болезни Паркинсона. Но сначала должен быть способ доставить ген TRPA1 в нервные клетки внутри головы, преодолев гематоэнцефалический барьер.
