Controlul celulelor cu abordări terapeutice ușoare - noi pentru boli grave

Modul în care celulele nervoase pot fi pornite și oprite cu lumină

Înțelegând bolile până la cel mai mic detaliu, recunoscându-le mai devreme și optimizând terapiile - acest obiectiv ambițios a fost preluat de știința medicală a fotonicii. Lumina este elementul central aici. Sistemele optice în diagnosticarea și tratarea bolilor au luat deja un loc important. O echipă de cercetători germană este acum chiar mai profundă în chestiune. Sondele implantabile trebuie să activeze sau să dezactiveze funcțiile celulare. Cercetatorii doresc sa influenteze multe boli.

Acest "control al luminii" pentru celule deschide noi posibilități în diagnosticarea și tratamentul multor boli. Ministerul Federal al Educației și Cercetării (BMBF) a contribuit de asemenea cu 1,4 milioane de euro la proiect. Oamenii de știință de la Universitatea de Tehnologie din Chemnitz și Centrul Medical Universitar Göttingen sunt implicați în mod semnificativ în dezvoltarea așa-numitului implant cohlear optogenetic, care, potrivit cercetătorilor, deschide un potențial fără precedent în tehnologia medicală și în neuroștiințe.

Știința optogeneticii și-a stabilit scopul de a înțelege și recunoaște bolile la nivel microbiologic. Implanturile cohleare sunt destinate să influențeze controlul celulelor nervoase. (Imagine: sdecoret / fotolia.com)

Călătoria în sine

Urmărirea și influențarea proceselor de viață în celule și țesuturi până la nivelul molecular - un vis al științei. Sondele implantabile sunt cu un pas mai aproape de îndeplinirea acestui vis. Sondele permit un control controlat de lumină al activității celulelor. Ca un comutator care este activat de lumină, celulele nervoase pot fi pur și simplu pornite sau oprite sau alte funcții celulare activate optic.

Alternativa la stimulatoarele cardiace din inimă și creier

Procedura este similară în principiu cu stimularea electrică utilizată în stimulatorul cardiac sau inima. Controlul luminii al implantului cohlear este mult mai precis. Implantul permite controlul mult mai precis al activității celulare.

Sonde active și pasive

Oamenii de știință doresc să dezvolte atât sonde active, cât și pasive, care să permită implementarea optogeneticii în corpul uman. "Sondele active" trebuie să fie echipate cu micro-LED-uri microscopice montate pe suporturi flexibile. În cazul "sondelor pasive", lumina este condusă în țesut prin diode laser prin intermediul ghidurilor de undă optice din polimer. Aceste sonde de undă au avantajul că sonda poate fi mai departe de locul stimulării. Acest lucru creează mai multă libertate în alegerea componentelor care trebuie să rămână operaționale ca un implant pentru mulți ani în organism.

Asculta lumina

Ca unul dintre primele proiecte, a fost deja dezvoltat un prototip pentru "ascultarea ușoară". Este un implant cohlear optic pentru persoanele cu pierdere severă a auzului. Acest implant este introdus în cohlea urechii interne, unde stimulează celulele nervoase cu ajutorul LED-urilor. Echipa din jurul Prof. Dr. med. Ulrich Theodor Schwarz și Prof. Dr. med. Karla Hiller este responsabilă în mod semnificativ de dezvoltarea sondelor și a miniaturizatelor surse de lumină și se așteaptă să fie gata pentru piață în curând. (Vb)