Applications actuelles et futures d'Optogenetics

By Keynote ContributorVitaly ShevchenkoResearcher, Laboratory for Advanced Studies of
Membrane Proteins
Moscow Institute of Physics and Technology

Produit par James Ives, MPsych

Optogenetics est la science d'employer la lumière pour régler le comportement des cellules. Il est l'un des inducteurs les plus en pleine évolution de la recherche appliquée. Les techniques d'Optogenetic activent le contrôle des cellules électriquement excitables telles que le muscle ou les cellules nerveuses.

Pour rendre un neurone sensible à la lumière, il est équipé des rhodopsines appelées de protéines photosensibles spéciales. Ce sont assimilés à ceux impliqués dans notre visibilité.

Selon la rhodopsine de détail employée pour modifier un neurone, elle transmettra ou bloquera l'impulsion nerveuse quand illuminée. Ceci permet différents organes, parties du corps, ou même le comportement d'un organisme entier à régler.

Crédit : Andrii Vodolazhskyi/Shutterstock.com

Par exemple, la lumière peut être employée pour bloquer des signes de douleur. Douleurs chroniques mondiales d'expérience de grand nombre de gens. Tout le médicament contemporain doit offrir sont des calmants, qui font souvent développer des patients la dépendance aux médicaments ou les effets secondaires.

La notion des protéines sensibles à la lumière propose naturellement une possibilité de guérison de vision dans les gens aveugle. Dans certains cas des dégâts aux cellules rétiniennes, c'est en effet une option. La visibilité perdue peut être remise dans une certaine mesure en induisant la photosensibilité dans les soi-disant cellules ganglionnaires rétiniennes, qui reçoivent normalement l'indication visuelle d'autres cellules spécialisées au lieu de la lumière directement de absorption.

Les avancées majeures en médicament moderne nous permettent d'étendre la durée de vie humaine beaucoup en prenant des pilules et en obtenant toutes sortes de demande de règlement. Mais si un patient a une condition liée au vieillissement de cerveau telle qu'Alzheimer ou la maladie de Parkinson, la qualité de leur durée est liée pour détériorer.

Les scientifiques vérifient des voies de traiter ces maladies ou d'alléger au moins les sympt40mes. Optogenetics, aussi, a une parole à cet égard : Il pourrait fournir des solutions de rechange à la stimulation profonde appelée de cerveau de procédure actuel répandue de demande de règlement.

Ce dernier comporte l'utilisation des électrodes implantées de stimuler électriquement des régions spécifiques du cerveau. Cette technique se fonde sur positionner très précis des électrodes, qui excitent un grand nombre de neurones environnants indépendamment de leur type.

Techniques d'Optogenetic, en revanche, voies d'offre d'exciter sélecteur les neurones d'un type particulier. En plus du ce, la dernière technologie laser tient compte du faisceau hautement précis positionnant, que les moyens il pourraient plus n'être nécessaires pour implanter des électrodes en métal dans le cerveau.

Même le coeur peut obtenir une mise à jour optogenetic pour rectifier des anomalies de fréquence cardiaque. En introduisant des rhodopsines appropriées dans le noeud sinusal, également connu sous le nom de stimulateur naturel du coeur, le régime des contractions peut être réglé avec des impulsions légères utilisant le mécanisme indigène du fuselage.

Si, cependant, des rhodopsines sont implantées dans des cardiomyocytes - les cellules composant le muscle cardiaque - la fréquence cardiaque peut être réglée directement. C'est le principe derrière les stimulateurs optogenetic, qui sont actuel à l'étude.

Optogenetics a pu discutablement aider à remettre le fonctionnement de moteur dans les patients présentant la paralysie. Ceci concernerait utilisant la lumière pour activer les neurones moteurs modifiés, qui déclencheraient à leur tour des contractions musculaires.

Une autre alternative possible serait de modifier les cellules musculaires elles-mêmes et puis d'employer la lumière directement sur elles pour produire des contractions. Dans cette installation, nous pourrions capter les signes dans le cerveau qui sont associés à courber par exemple une arme et répondre en illuminant les muscles impliqués, faisant courber l'arme.

Des expériences de ce genre sont maintenant seulement entreprises sur les organismes modèles tels que des souris et des poissons. C'est dû au fait que des virus doivent être employés pour livrer les rhodopsines - les protéines qui sont au coeur de la méthode - dans des cellules.

Un virus transporte le gène codant une certaine protéine dans la cellule, qui commence alors à produire la protéine. Cette procédure, désignée sous le nom de la thérapie génique, est strictement réglée ou totalement interdite dans beaucoup de pays.

Si tout va bien, les expériences qui sont maintenant en cours détendront l'inquiétude que les patients se sentent à l'espérance des gènes étrangers étant introduits dans leur fuselage. La technologie est tout à fait sûre, et c'est maintenant une question de fixer l'autorisation pour l'usage répandu de ces méthodes de la distribution de protéine.

« Il n'y a aucun doute que l'optogenetics pourrait éventuellement être employé pour réparer des organes de manqu au corps humain. Et la thérapie génique nous permettra de faire ceci complet d'une façon non envahissante, » dit Vitaly Shevchenko du laboratoire de MIPT pour des études supérieures des protéines de membrane. « Si désiré, il serait même possible à la mise à jour de `' nos fuselages en remplaçant certaines de leurs pièces par des composantes plus efficaces ! »

Au sujet de Vitaly Shevchenko

Vitaly Shevchenko est un chercheur au laboratoire pour des études supérieures des protéines de membrane, MIPT. L'année prochaine et un chercheur de visite chez Forschungszentrum Jülich.

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Last Updated: Aug 23, 2018

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