Proženje gensko spremenjenih živčnih celic z ultrazvokom

Ameriški raziskovalci so napravili prve gensko spremenjene miši, pri katerih je mogoče z natančno usmerjenimi ultrazvočnimi signali prožiti njihovo živčevje. Gre za enega uvodnih uspehov sonogenetike, ki obeta učinkovanje na živčevje brez invazivnih elektrod.

Genski inženiring že znamo uporabljati na množico koristnih načinov, kot je zdravljenje človeških bolezni ali povečevanje pridelka. Med bolj eksotične in zanimive naloge pa sodi modificiranje celic na način, da postanejo dovzetne za nove zunanje dražljaje, s tem pa nove oblike nadzora. Najbolj razburljiva tovrstna metoda je trenutno optogenetika, pri kateri se živčne celice modificira, da postanejo občutljive na svetlobo. Na ta način so v eksperimentih miškam na ukaz spreminjali počutje in z elektronskimi nahrbtniki upravljali gensko spremenjene kiborške kačje pastirje. Ali, če ostanemo pri bolj neposredno koristnih rečeh - lani so pokazali, da bo metoda uporabna tudi za zdravljenje nekaterih oblik slepote.

Problem optogenetskih pristopov je, da so dandanes še invazivni: do živčevja moramo speljati optično vlakno, saj svetloba v vidnem spektru z okolico zelo slabo prehaja skozi tkivo. Zato se vršijo tudi raziskave v smeri rabe drugih medijev signala, med katerimi je zelo priročen ultrazvok, katerega rabo v medicini že odlično obvladamo. Na kalifornijskem inštitutu Salk so leta 2015 v glisti Caenorhabditis elegans našli prvo beljakovino, ki je občutljiva na takšne uporabne spremembe tlaka, pred dnevi pa so z objavo v reviji Nature Communications oznanili, da so metodo uspešno prenesli na sesalce, oziroma laboratorijske miške.

Osredotočili so se na gen TRPA1, ki sicer v človeških možganih in srcu kodira beljakovino, ki se odziva na prisotnost strupov. Po vnosu gena v gibalni korteks miši so lahko z ultrazvočnimi signali frekvence 7 megahercev prožili trzanje mišjih okončin. Gre za prvi tovrsten dosežek s področja, ki so ga poimenovali sonogenetika. Obetajo si predvsem neinvazivno obravnavo bolezni, ki jih danes zdravimo z vsajanjem elektrod v možgane, kot sta epilepsija in Parkinsonova bolezen. Metoda z ultrazvokom bi v teoriji odstranila potrebo po operacijah, seveda pa ostane vprašanje, kako neinvazivno dostaviti sam vektor z novim genskim zapisom, saj so ga tokrat injecirali direktno v možgane živali.