Usos de Optogenetics

Optogenetics ha aumentado grandemente la extensión de la neurología haciendo posible el estudio de los componentes de circuito de los nervios determinados en estados normales y enfermos.

Haber: ktsdesign/Shutterstock.com

Optogenetics ha ayudado a científicos y los doctores a entender comportamiento y las reacciones de los nervios del circuito en una variedad de condiciones tales como desordenes de humor, apego, la enfermedad de Parkinson, desorden obsesivo, comportamiento social, y recompensa, y mucho más.

En la década pasada varias herramientas optogenetic han sido desarrolladas por descubrimiento y la ingeniería; ahora tenemos una batería de los opsins que se pueden utilizar para manipular (estimule o inhiba) actividad neuronal así como ciertas cascadas intracelulares de la transmisión de señales.

La tendencia ahora es refinar las aproximaciones de la combinación (e.g., integración del mando optogenetic con proyección de imagen de poblaciones de los nervios genético definidas) para logra mejores discernimientos en comportamiento neuronal del circuito en personas normales y su disfunción en estados psiquiátricos de la enfermedad.

Optogenetics para el tratamiento del desorden depresivo

La depresión es el trastorno mental peligroso para la vida más común. Aunque el estudio en la depresión fuera realizado para un largo plazo, los mecanismos fundamentales son sobre todo unrevealed. Los antidepresivos, de que son comunes, son muy efectivos en algunos pacientes pero muestra los efectos secundarios en la neurotransmisión noradrenérgica y de la serotonina en algunas personas con la eficacia del 28%.

Casi 30%-40% de la gente es resistente al tratamiento para la depresión. Estos pacientes pueden ser tratados con optogenetics. Los cambios en la actividad de neuronas hacen pánico, señal de socorro, la depresión con respecto a influencia positiva, y animales encontrar desordenes depresivos.

El revelado en los métodos que se utilizan para documentar y manejar actividad de los nervios en el sistema de la recompensa del cerebro ha llevado para autorizar la comprensión de los circuitos neuronales que revelan diversos síntomas como anhedonia. Esto habilita a un mejor tratamiento para la depresión.

Asimismo, la neurona basolateral del amygdala o su extensión en los circuitos en amygdala central fue descubierta por optogenetics para revelar las características de la ansiedad, un síntoma frecuente de la depresión, y para regular miedo condicional. La técnica optogenetic ayuda en la identificación objetivo-específica en un circuito y manipula el objetivo para reparar la disfunción.

Para analizar los aspectos claves de desordenes depresivos, las técnicas optogenetic fueron utilizadas que enfocaban las neuronas dopaminérgicas de VTA. Los otros componentes del cerebro tales como accumbens, hipocampo, PFC, y amygdala del núcleo también tienen partes sobresalientes de la región de VTA que muestren los cambios en la estructura de neuronas en pacientes con la depresión.

Usando esta técnica, las neuronas dopaminérgicas de VTA que expresa rhodopsin del canal en dos modelos de depresión se estimulan, y como consecuencia, un cambio inmediato en reacciones del comportamiento fue observado.

La prueba del consumo de la sucrosa y la prueba forzada de la nadada fueron realizadas en los ratones CMUS-inducidos de la depresión que mostraron que la estabilidad en emociones psicológicas se ha recuperado en el estímulo de la pulso-fase y aumentaron depresivo-como estado en la inhibición.

Colectivamente, el estudio en trechos de transmisión de señales tensión-inducidos y depresión-inducidos crónicos y circuitos neuronales ayuda a entender y a desarrollar las aproximaciones terapéuticas efectivas para la depresión. El empleo de resultados temporales necesarios y de métodos optogenetic renowned es la aproximación perfecta para estos experimentos.

Terapia de Optogenetic en SCI

En neurología clínica, el optogenetics se puede utilizar para tratar daños de la médula espinal (SCIs). Tradicionalmente, la electricidad es el estímulo más frecuente que se utiliza para estimular los elementos neuromusculares. Una de las técnicas acertadas que implican pulsos eléctricos es un FES que ayuda a restablecer o perfecciona los músculos paralizados que ayudan a la respiración, al mecanismo superior y más inferior del limbo, y la regla del intestino y del diafragma.

A pesar de su potencia alineada, la incapacidad del mando de la activación estrechó hacia abajo la combinación de las técnicas de FES. Esta incapacidad se puede vencer por el optogenetics que tiene resolución exacta y contínua del plazo.

Trampas en usos

Hay algunos aspectos a considerar mientras que proyecta un experimento del optogenetics.

  1. El lanzamiento de la luz para la activación del opsin no puede ser uniforme, y así que la reacción de la población de la neurona del objetivo puede no ser uniforme.
  2. El estímulo de Optogenetic puede activar algunas de las células a un estado no dentro de su alcance fisiológico normal, de tal modo potencialmente de cabeza para dar lugar a consecuencias.
  3. El estímulo de Optogenetic tiende a sincronizar la actividad de todas las células residentes en la población objetivo, que puede llevar a la baja de las configuraciones neuronales individual-específicas de la despedida en esa población.
  4. Las herramientas de Optogenetic tienen una tendencia categóricamente de influenciar todas las células con una característica genético definida; no pueden, por lo tanto, modular los subconjuntos específicos de la población objetivo.
  5. Las herramientas de Optogenetic pueden llevar a veces para dirigir la iluminación y el estímulo subsiguiente de membranas axonal, a su vez causando la activación de las carrocerías de célula neuronales e incluso de otras regiones del cerebro vía los colaterales activados (activación antidrómica). Cuando suceso tales cosas, diversos circuitos se activan, reduciendo la especificidad de la manipulación; los opsins inhibitorios se pueden utilizar a veces para evitar tales complicaciones.
  6. La proteína ellos mismos del opsin tiene el potencial de afectar a las funciones de la maquinaria celular intrínseca, causando a desorganización de estructuras tales canales y bombas del ión.

Por todas estas razones, los experimentos optogenetic tienen que ser proyectados con un estudio detallado de todas las posibilidades.

Fuentes:

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Last Updated: Jan 29, 2019

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