Usos actuales y futuros de Optogenetics

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

Producido por James Ives, MPsych

Optogenetics es la ciencia de usar la luz para controlar el comportamiento de células. Es uno de los campos más en plena evolución de la investigación aplicada. Las técnicas de Optogenetic habilitan el mando de células eléctricamente excitables tales como músculo o células nerviosas.

Para hacer una neurona sensible a la luz, se equipa con las proteínas fotosensibles especiales llamadas los rhodopsins. Éstos son similares a ésos implicados en nuestra visión.

Dependiendo del rhodopsin del detalle usado para modificar una neurona, transmitirá o cegará el impulso de nervio cuando está iluminada. Esto permite órganos individuales, las partes del cuerpo, o aún el comportamiento de un organismo entero que se controlará.

Haber: Andrii Vodolazhskyi/Shutterstock.com

Por ejemplo, la luz se puede utilizar para cegar señales del dolor. Un gran número de dolores crónicos de la experiencia mundial de la gente. Todo el remedio contemporáneo tiene que ofrecer es los calmantes, que hacen a menudo a pacientes desarrollar dependencia de droga o efectos secundarios.

La noción de proteínas sensibles a la luz sugiere naturalmente una posibilidad de la recuperación de la vista en gente ciega. En algunos casos del daño a las células retinianas, esto es de hecho una opción. La visión perdida puede ser restablecida hasta cierto punto induciendo fotosensibilidad en las supuestas células retinianas del ganglio, que reciben normalmente la información visual de otras células especializadas en vez de luz directamente de absorción.

Los avances importantes en remedio moderno nos permiten prolongar vida útil humana mucho tomando píldoras y consiguiendo toda clase de tratamiento. Pero si un paciente tiene una condición envejecimiento-relacionada del cerebro tal como enfermedad de Alzheimer o de Parkinson, la calidad de su vida está limitada para deteriorar.

Los científicos están investigando maneras de tratar estas enfermedades o por lo menos de aliviar los síntomas. Optogenetics, tiene también una opinión a este respecto: Podría ofrecer opciones al procedimiento actualmente frecuente del tratamiento llamado estímulo profundo del cerebro.

Este último implica el uso de electrodos implantados de estimular eléctricamente las regiones específicas del cerebro. Esta técnica confía en la colocación muy exacta de los electrodos, que excitan un gran número de neuronas circundantes sin importar su tipo.

Técnicas de Optogenetic, por el contrario, maneras de la oferta de excitar selectivamente las neuronas de un tipo determinado. Además de ese, la última tecnología láser permite el haz altamente exacto que coloca, que los medios él pudieron no más ser necesarios implantar los electrodos del metal en el cerebro.

Incluso el corazón puede conseguir una mejora optogenetic para corregir anormalidades del ritmo cardíaco. Introduciendo rhodopsins apropiados en el nodo del sino, también conocido como los marcapasos naturales del corazón, el índice de contracciones se puede regular con impulsos livianos usando el mecanismo nativo de la carrocería.

Si, sin embargo, los rhodopsins se implantan en los cardiomyocytes - las células que componen el músculo cardiaco - el ritmo cardíaco se puede controlar directamente. Éste es el principio detrás de los marcapasos optogenetic, que están actualmente en el revelado.

Optogenetics podía ayudar discutible a restablecer la función de motor en pacientes con parálisis. Esto implicaría usando luz para activar las neuronas de motor modificadas, que a su vez accionarían contracciones del músculo.

Otra opción posible sería modificar las células musculares ellos mismos y después utilizar la luz directamente en ellas para producir contracciones. En este montaje, podríamos tomar las señales en el cerebro que son asociadas, por ejemplo, a doblar una arma y responder iluminando los músculos implicados, haciendo la arma doblar.

Los experimentos de esta clase ahora conducto solamente en los organismos modelo tales como ratones y pescados. Esto es debido al hecho de que los virus tienen que ser utilizados para entregar los rhodopsins - las proteínas que están en el corazón del método - en las células.

Un virus lleva el gen que codifica cierta proteína en la célula, que entonces comienza a producir la proteína. Este procedimiento, designado terapia génica, se regula o está prohibido estrictamente en conjunto en muchos países.

Esperanzadamente, los experimentos que están en curso ahora relevarán la ansiedad que los pacientes asierran al hilo en la perspectiva de los genes extranjeros que son introducidos en su carrocería. La tecnología es muy segura, y ahora es una cuestión de asegurar la autorización para el uso disperso de estos métodos del lanzamiento de la proteína.

“No hay duda que el optogenetics se podría utilizar eventual para reparar órganos que fallaban en el cuerpo humano. Y la terapia génica nos permitirá hacer esto totalmente no invasor,” dice Vitaly Shevchenko del laboratorio de MIPT para los estudios avanzados de las proteínas de la membrana. “Si estuvo deseado, incluso sería posible a la mejora del `' nuestras carrocerías reemplazando algunas de sus piezas por componentes más efectivos!”

Sobre Vitaly Shevchenko

Vitaly Shevchenko es investigador en el laboratorio para los estudios avanzados de las proteínas de la membrana, MIPT. El próximo año y un investigador que visita en Forschungszentrum Jülich.

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Last Updated: Aug 23, 2018

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