Applicazioni di Optogenetics

Optogenetics notevolmente ha ampliato la portata della neuroscienza effettuando possibile lo studio delle componenti di circuito neurali particolari sia negli stati normali che malati.

Credito: ktsdesign/Shutterstock.com

Optogenetics ha aiutato gli scienziati e medici a capire il comportamento e risposte neurali del circuito in vari termini quali i disordini di umore, dipendenza, malattia del Parkinson, disordine ossessivo, comportamento sociale e ricompensa e molto.

Nell'ultima decade una serie di strumenti optogenetic sono stati sviluppati sia dalla scoperta che dall'assistenza tecnica; ora abbiamo una batteria dei opsins che possono essere usati per manipolare (sia stimoli o inibisca) l'attività di un neurone come pure determinate cascate intracellulari di segnalazione.

La tendenza ora è di raffinare gli approcci di combinazione (per esempio, integrazione di controllo optogenetic con rappresentazione delle popolazioni neurali geneticamente definite) per raggiunge le migliori comprensioni in comportamento di un neurone del circuito in persone normali e nella loro disfunzione negli stati psichiatrici di malattia.

Optogenetics per il trattamento di disordine depressivo

La depressione è il disturbo mentale pericoloso più comune. Sebbene lo studio sulla depressione sia effettuato per un lungo termine, i meccanismi fondamentali sono principalmente unrevealed. Gli antideprimente, quello sono comuni, sono molto efficaci in alcuni pazienti ma mostra gli effetti secondari nella neurotrasmissione della serotonina e noradrenergic qualche gente con efficacia di 28%.

Quasi 30%-40% della gente è resistente al trattamento per la depressione. Questi pazienti possono essere curati con il optogenetics. I cambiamenti nell'attività dei neuroni inducono il panico, l'emergenza, la depressione riguardo all'influenza positiva e gli animali ad incontrare i disordini depressivi.

Lo sviluppo nei metodi che sono utilizzati per la documentazione e la gestione dell'attività neurale nel sistema della ricompensa del cervello piombo per annullare la comprensione dei circuiti di un neurone che rivelano i vari sintomi come anedonia. Ciò permette a ad un migliore trattamento per la depressione.

Inoltre, il neurone basolateral dell'amigdala o la loro estensione nei circuiti in amigdala centrale è stata individuata dal optogenetics per rivelare le caratteristiche di ansia, un frequente sintomo della depressione e per regolamentare il timore condizionale. La tecnica optogenetic aiuta nell'identificazione obiettivo-specifica in un circuito e manipola l'obiettivo per fissare la disfunzione.

Per analizzare gli aspetti chiave dei disordini depressivi, le tecniche optogenetic sono state usate che mettono a fuoco i neuroni dopaminergici di VTA. Le altre componenti del cervello quali il nucleus accumbens, l'ippocampo, PFC e l'amigdala egualmente hanno sporgenze della regione di VTA che mostrano i cambiamenti nella struttura dei neuroni in pazienti con la depressione.

Facendo uso di questa tecnica, i neuroni dopaminergici di VTA che esprime il rhodopsin del canale in due modelli della depressione sono stimolati e di conseguenza, un cambiamento istantaneo nelle risposte comportamentistiche è stato osservato.

La prova del consumo del saccarosio e la prova forzata di nuotata sono state effettuate in da mouse indotti CMUS della depressione che hanno indicato che la stabilità sulle emozioni psicologiche è stata recuperata su stimolo di impulso-fase ed hanno migliorato lo stato del tipo di depressiva su inibizione.

Collettivamente, lo studio dai sui tratti indotti da stress e indotti da depressione cronici di segnalazione e sui circuiti di un neurone contribuisce a capire e sviluppare gli efficaci approcci terapeutici per la depressione. L'uso i risultati temporali necessari e dei metodi optogenetic rinomati è l'approccio perfetto per questi esperimenti.

Terapia di Optogenetic in SCI

In neurologia clinica, il optogenetics può essere usato per il trattamento delle lesioni del midollo spinale (SCIs). Tradizionalmente, l'elettricità è lo stimolo più prevalente che è usato per stimolare gli elementi neuromuscolari. Una di riuscite tecniche che comprendono gli impulsi elettrici è un FES che contribuisce a riparare o migliora i muscoli paralizzati che assistono nella respirazione, nella tomaia e nel meccanismo dell'arto inferiore ed il regolamento della vescica e delle viscere.

Malgrado la sua potenza giustificata, l'inabilità di controllo di attivazione ha restretto la combinazione di tecniche di FES. Questa inabilità può essere sormontata dal optogenetics che ha risoluzione accurata e continua di periodo di tempo.

Trabocchetti nelle applicazioni

Ci sono alcuni aspetti da considerare mentre pianificazione un esperimento di optogenetics.

  1. La consegna di indicatore luminoso per l'attivazione di opsin non può essere costante ed in modo dalla risposta della popolazione del neurone dell'obiettivo non può essere costante.
  2. Lo stimolo di Optogenetic può spingere alcune delle celle in uno stato non all'interno del loro intervallo fisiologico normale, quindi potenzialmente principale per provocare le conseguenze.
  3. Lo stimolo di Optogenetic tende a sincronizzare l'attività di tutte le celle residenti nella popolazione bersaglio, che può piombo alla perdita di reticoli di un neurone determinato-specifici di infornamento in quella popolazione.
  4. Gli strumenti di Optogenetic hanno una tendenza categoricomente ad influenzare tutte le celle con una caratteristica geneticamente definita; non possono, quindi, modulare i sottoinsiemi specifici della popolazione bersaglio.
  5. Gli strumenti di Optogenetic possono a volte piombo per dirigere l'illuminazione e lo stimolo successivo delle membrane axonal, a loro volta causando l'attivazione dei corpi cellulari di un neurone e perfino di altre regioni del cervello via i prestiti attivati (attivazione antidromic). Quando tali cose accadono, i circuiti differenti sono attivati, diminuenti la specificità della manipolazione; i opsins inibitori possono a volte essere usati per evitare tali complicazioni.
  6. La proteina stesse di opsin ha il potenziale di pregiudicare le funzioni del macchinario cellulare intrinseco, causanti a rottura delle strutture tali canali ionici e pompe.

Per tutte queste ragioni, gli esperimenti optogenetic devono essere pianificazione con un'attenta riflessione di tutte le possibilità.

Sorgenti:

Further Reading

Last Updated: Jan 29, 2019

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

  • APA

    Sundaram, Jeyashree. (2019, January 29). Applicazioni di Optogenetics. News-Medical. Retrieved on October 21, 2019 from https://www.news-medical.net/life-sciences/Optogenetics-Applications.aspx.

  • MLA

    Sundaram, Jeyashree. "Applicazioni di Optogenetics". News-Medical. 21 October 2019. <https://www.news-medical.net/life-sciences/Optogenetics-Applications.aspx>.

  • Chicago

    Sundaram, Jeyashree. "Applicazioni di Optogenetics". News-Medical. https://www.news-medical.net/life-sciences/Optogenetics-Applications.aspx. (accessed October 21, 2019).

  • Harvard

    Sundaram, Jeyashree. 2019. Applicazioni di Optogenetics. News-Medical, viewed 21 October 2019, https://www.news-medical.net/life-sciences/Optogenetics-Applications.aspx.

Comments

The opinions expressed here are the views of the writer and do not necessarily reflect the views and opinions of News-Medical.Net.
Post a new comment
Post