Contents
Een nieuwe techniek, sonogenetica genaamd, maakt gebruik van ultrageluid om genetisch gewijzigde hersencellen in en uit te schakelen. Het is met succes getest bij muizen en zou een toekomstig hulpmiddel kunnen zijn voor de behandeling van hersenaandoeningen zoals Parkinson of epilepsie bij mensen
Neuronen (magenta) in een muizenbrein
Salk Institute
Echografiegolven zijn gebruikt om genetisch veranderde hersencellen bij muizen te controleren, een stap in de richting van het gebruik van deze techniek om aandoeningen zoals de ziekte van Parkinson of epilepsie bij mensen te behandelen.
Een van de grootste vorderingen in de neurowetenschap van de afgelopen twee decennia is een methode die optogenetica wordt genoemd, waarbij cellen genetisch worden aangepast zodat ze met licht kunnen worden in- of uitgeschakeld. Nu is de techniek aangepast om hersencellen te controleren via echografie, wat nieuwe mogelijkheden opent voor hersenonderzoek en het ontwikkelen van behandelingen voor neurologische aandoeningen, zegt Sreekanth Chalasani van het Salk Institute for Biological Studies in San Diego, Californië.
Optogenetische experimenten houden in dat de hersencellen van dieren zoals muizen reageren op licht door een gen toe te voegen dat oorspronkelijk in algen voorkomt. Ze hebben geleid tot een hele reeks ontdekkingen over hoe verschillende circuits in de hersenen het gedrag beïnvloeden, maar de dieren moeten glasvezelkabels in hun hoofd krijgen, wat het werk ingewikkelder maakt.
Advertentie
Chalasani en zijn collega's hebben gewerkt met een ander gen genaamd TRPA1, dat normaal gesproken wordt aangetroffen in menselijke hersen- en hartcellen, dat codeert voor een membraaneiwit dat de cellen gewoonlijk helpt te reageren tot giftige chemicaliën.
Toen de hersencellen van muizen een kopie van dit gen kregen, begonnen ze te vuren als reactie op ultrageluid dat rechtstreeks naar een klein deel van hun hoofd werd gestraald. De frequentie die de respons opwekte was 7 megahertz, waarvan bekend is dat het biologische weefsels niet beschadigt. Het team noemt deze benadering “sonogenetica”.
Lees meer: Gedeeltelijk zicht hersteld voor blinde man dankzij optogenetica
Tot nu toe is de belangrijkste medische toepassing voor optogenetische therapieën zulke genen in de ogen van mensen om het gezichtsvermogen van blinden te herstellen, aangezien er veel licht het oog bereikt.
Maar sonogenetische therapieën zouden mogelijk hersencellen in het hoofd kunnen beheersen zonder dat er lichtbronnen hoeven te worden geïmplanteerd. Mensen konden specifieke groepen hersencellen aan- en uitzetten met ultrasone golven, die door de schedel zouden gaan. “Je zou een gereedschapskist kunnen bouwen om verschillende hersencellen gevoelig te maken voor verschillende frequenties van ultrageluid”, zegt Chalasani.
De aanpak zou ooit kunnen worden gebruikt als een behandeling voor bijvoorbeeld epilepsie of de ziekte van Parkinson. Maar eerst moet er een manier zijn om het TRPA1-gen in zenuwcellen in het hoofd af te geven, door voorbij de bloed-hersenbarrière te komen.
Journaalreferentie: Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-022-28205-y
Ga met ons mee op een waanzinnig festival vol ideeën en ervaringen. New Scientist Live gaat hybride, met een persoonlijk live-evenement in Manchester, VK, waar je ook vanuit je luie stoel van kunt genieten eigen woning, van 12 t/m 14 maart 2022. Meer informatie.
