Mga mananaliksik ay nagpapakita isang paraan upang kontrolin ang paggulo at pagpapaliit sa para puso kalamnan cell

Published on August 19, 2011 at 12:32 AM · No Comments

Sa pamamagitan ng employing ang mga optogenetics, isang bagong patlang na gumagamit ng mga genetically binago cell upang tumugon sa liwanag, at ang isang cell tandem unit (TCU) diskarte, mga mananaliksik sa Stony Brook University ipinapakita ng isang paraan upang kontrolin ang mga cell paggulo at pagpapaliit sa para puso kalamnan cell, ang mga detalye ng na-publish sa unang online na edisyon ng Circulation: Arrhythmia & Electrophysiology: "Stimulating ng para puso kalamnan sa pamamagitan ng Ilaw: para puso Optogenetics sa pamamagitan ng Cell Delivery " Ang koponan ng mga siyentipiko, pinangunahan ng Emilia Entcheva, Ph.D., Associate Propesor sa departamento ng Biomedical Engineering, pisyolohiya & Biophysics, at Division ng kardyolohiya sa Medicine, Stony Brook University, kabilang ang mga kasapi ng maki-kagawaran Institute ng molekular kardyolohiya sa Stony Brook. Ang mga may-akda claim na ang kanilang mga pamamaraan ay maaaring makatulong sa form ang batayan para sa isang bagong henerasyon ng mga liwanag hinihimok ng para puso mga gumagawa ng bilis at iba pang mga medikal na aparato.

Ang Institute of molecular kardyolohiya sa Stony Brook facilitated sa malapit na pakikipagtulungan ng ilang mga laboratories upang isagawa ang pananaliksik. Ito isinama Dr Entcheva laboratoryo sa Kagawaran ng Biomedical Engineering, at ang laboratories ng Peter labi, Ph.D., Propesor at upuan, ang Kagawaran ng pisyolohiya at Biophysics; at Ira Cohen, MD, Ph.D., na humahantong ang Propesor, Kagawaran ng pisyolohiya & Biophysics. Lead may-akda ng ang pag-aaral ay Zhiheng Jia, isang biomedical engineering ng Ph.D., mag-aaral sa Dr sa lab ng Entcheva.

Dr Entcheva at ang koponan ng pananaliksik ay ang unang pangkat ng mga mananaliksik upang pagsamahin ang optogenetic mga pagbibigay-sigla sa mataas na resolution, mataas na bilis ng optical imaging ng elektrikal na aktibidad sa mga cell ng kalamnan ng puso. Sila din ang unang koponan ng pananaliksik upang gamitin ang isang di-viral optogenetics ng diskarte na nagpapahintulot sa tatak ng liwanag na sensitibo sa ang antas ng tissue at mga resulta sa ang pinakamababang na enerhiya ng liwanag na kailanman iniulat upang makontrol ng mga de-koryenteng aktibidad sa matakutin tissue.

Buod ang mga resulta sa pag-aaral at mga implikasyon, ang koponan sa paghahabol: "highlight ng aming pag-aaral ang utility ng mga optogenetics para sa mga para puso application sa pamamagitan ng paggamit ng ng isang diskarte na inspirasyon sa pamamagitan ng mga tiyak na katangian ng para puso tissue, ibig sabihin, mataas cell-cell pagkabit Ang optogenetic diskarte ay nag-aalok ng mataas spatiotemporal resolution. para sa tumpak na tanong at kontrol ng paggulo, sa wari nang hindi nakakasagabal sa mahalaga para puso katangian. Samakatuwid, ito ay nagtatanghal ng isang bagong maraming nagagawa actuation tool sa para puso pananaliksik para sa pagkakatay ng mga arrhythmias. Bukod dito, para puso optogenetics na batay sa diskarte TCU ay maaaring evolve sa isang mas translational direksyon at humantong sa isang bagong henerasyon ng mga optical pacemakers at potensyal na cardioverter / defibrillators "

"Ito nobelang diskarte na gamit ng ilaw upang isaaktibo ang mga tiyak na mga cell sa loob ng puso ay nagbibigay ng isang bagong kasangkapan upang tulungan ang aming-unawa ng para puso pathways ng pagpapadaloy at paggulo-pagpapaliit pagkabit, isang palatandaan ng puso bilang isang kinokontrol bomba," komento ng Kenneth Kaushansky, MD, Senior Vice Pangulo para sa Health Sciences, at Dean, School of Medicine, Stony Brook University. "Ang collaborative pananaliksik sa pamamagitan ng Stony Brook sa koponan ay bubukas ang pinto sa mga tiyak na mga pattern ng kasiglahan o rehiyon-tiyak na pagpapasigla ng pagpapaliit ng puso sa isang katakut-takot na dami ng mga sakit sa puso."

Dr Entcheva puntos out na habang ang mga electronic para puso pacemakers at defibrillators ay well itinatag at matagumpay na teknolohiya, ang mga ito ay hindi walang problema, kabilang ang pagbasag ng mga leads metal, limitado na buhay ng baterya, at pagkagambala mula sa mga strong na magnetic field. Optical kasiglahan, siya sabi, maaaring huli na nag-aalok ng isang bagong paraan ng pagkontrol ng pagpapaandar ng puso.

Nakaraang pananaliksik ay ipinapakita na ang utak cell ay maaaring stimulated sa paggamit ng liwanag kung genetically sila ay binago upang makabuo ng isang light-sensitive na protina na tinatawag na channelrhodopsin 2 (ChR2). Sa pag-aaral ng Stony Brook, ang koponan ng pananaliksik gumamit ng TCU diskarte, ie, sa halip ng direkta ang pagbabago ng mga cell puso, ang mga mananaliksik na ginamit na mga cell ng donor optimize para sa liwanag na tumugon (sa pamamagitan ChR2) at kaisa sila sa cell puso, kaya paglikha ng liwanag-nakikiramay puso tissue . Natagpuan nila na ang mga ilaw-trigger puso kalamnan contractions ay mahirap makilala mula sa mga waves na electrically-trigger.

Mahalaga, ang mga bagong pamamaraan ay gumagamit ng mas mas mababang enerhiya kaysa sa mga paunang pag-aaral at hindi nangangailangan ng paggamit ng mga virus o ang pagpapakilala ng mga genes mula sa iba pang mga organismo sa mga cell ng puso. Samakatuwid, ang mga may-akda na ipinaliwanag, cell mula sa buto kaloob-looban ng isang tao o balat ay maaaring maging bihasa at baguhin upang tumugon sa liwanag, pagbabawas ng posibilidad na ang immune system ay tanggihan ang light-sensitive na mga cell.

"Ang aming paraan ng non-viral cell paghahatid ay maaaring magtagumpay sa ilang mga hurdles patungo sa mga potensyal na klinikal na gamitin sa pamamagitan ng pag-aani ng mga cell mula sa ng pasyente, sa paggawa sa kanila ng liwanag-nakikiramay at gamit ang mga ito bilang mga cell donor sa parehong pasyente," idinagdag Dr Entcheva.

Gayundin, sa paunang mga kalkulasyon, ang koponan ng pananaliksik na tinatayang na ang isang ilaw-based na sistema ay maaaring nangangailangan ng mas mababang enerhiya para sa pagpapasigla, na kung extrapolated sa mga pacemakers sa hinaharap, maaring isalin sa buhay-mahaba baterya.

Sa pangkalahatan, ang Dr. Entcheva na naglalarawan sa agarang epekto ng bagong mababang enerhiya pamamaraan ng liwanag bilang isang simple at matikas na kasangkapan para sa pagsulong ng mga iba't-ibang mga aspeto ng cardiovascular sakit pananaliksik sa pamamagitan ng pagkamit ng katangi-tangi spatiotemporal control. Siya ay naniniwala ang diskarte ay maaaring maging kapaki-pakinabang sa paglikha ng mga actuators kalamnan, pagsubok ng mga bagong gamot para sa posibleng para puso epekto, at potensyal na pagpapabuti pacemakers at defibrillators.

Source:

Stony Brook University

Read in | English | Español | Français | Deutsch | Português | Italiano | 日本語 | 한국어 | 简体中文 | 繁體中文 | Nederlands | Filipino | Finnish | Ελληνικά | हिन्दी | Bahasa | Русский | Svenska | Polski