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Voie neuve de legs de chercheurs de MIT de régler à distance le desserrage d'hormone

Des taux anormaux d'hormones du stress telles que l'adrénaline et le cortisol sont liés à un grand choix de troubles psychiques, y compris la dépression et le Trouble de stress posttraumatic (PTSD). Les chercheurs de MIT ont maintenant trouvé un moyen de régler à distance le desserrage de ces hormones de la glande surrénale, utilisant les nanoparticles magnétiques.

Cette approche pourrait aider des scientifiques à apprendre plus au sujet de la façon dont le desserrage d'hormone influence la santé mentale, et pourrait éventuellement offrir une voie neuve de traiter des troubles hormone-joints, les chercheurs disent.

Nous semblons comment osons nous étudions et traitons éventuellement des Troubles de stress en modulant le fonctionnement périphérique d'organe, plutôt que faisant quelque chose hautement invasive dans le système nerveux central. »

Polina Anikeeva, professeur de MIT de scientifique et technique de matériaux et de cerveau et de sciences cognitives

Pour réaliser le contrôle du desserrage d'hormone, Dekel Rosenfeld, un postdoc MIT-Technion dans le groupe d'Anikeeva, a développé les nanoparticles magnétiques spécialisés qui peuvent être injectés dans la glande surrénale. Une fois exposées à un faible champ magnétique, les particules réchauffent légèrement, activant les glissières chaleur-sensibles qui déclenchent le desserrage d'hormone. Cette technique peut être employée pour stimuler un organe profondément dans le fuselage avec le pouvoir envahissant minimal.

Anikeeva et Alik Widge, un professeur adjoint de la psychiatrie à l'université du Minnesota et un ancien chargé de recherches à l'institut de Picower du MIT pour apprendre et mémoire, sont les auteurs supérieurs de l'étude. Rosenfeld est l'auteur important du papier, qui apparaît aujourd'hui dans des avances de la Science.

Hormones de réglage

Le laboratoire d'Anikeeva a précédemment conçu plusieurs nanomaterials magnétiques nouveaux, y compris les particules qui peuvent relâcher des médicaments aux heures précises dans l'emplacement spécifique dans le fuselage.

Dans l'étude neuve, l'équipe de recherche a voulu explorer l'idée de traiter des troubles du cerveau en manipulant les organes qui sont en dehors du système nerveux central mais l'influencer par le desserrage d'hormone. Un exemple réputé est l'axe (HPA) hypothalamique-pituitaire-adrénal, qui règle la réponse au stress dans les mammifères. Les hormones sécrétées par la glande surrénale, y compris le cortisol et l'adrénaline, jouent des rôles majeurs dans la dépression, la tension, et l'inquiétude.

« Quelques troubles que nous considérons neurologique pouvons être traitables de la périphérie, si nous pouvons apprendre à moduler ces circuits locaux plutôt que retournant aux circuits globaux dans le système nerveux central, » dit Anikeeva, qui est un membre du laboratoire de recherche du MIT de l'électronique et de l'institut de McGovern pour la recherche de cerveau.

Comme objectif pour stimuler le desserrage d'hormone, les chercheurs ont décidé des canaux ioniques qui règlent le flux du calcium dans les cellules adrénales. Ces canaux ioniques peuvent être activés par un grand choix de stimulus, y compris la chaleur. Quand le calcium traverse les glissières ouvertes dans les cellules adrénales, les cellules commencent à pomper à l'extérieur des hormones. « Si nous voulons moduler le desserrage de ces hormones, nous devons pouvoir moduler essentiellement l'afflux du calcium dans les cellules adrénales, » Rosenfeld dit.

À la différence de la recherche précédente dans le groupe d'Anikeeva, dans cette stimulation magnetothermal d'étude a été appliqué pour moduler le fonctionnement des cellules sans n'introduire artificiellement aucun gène.

Pour stimuler ces glissières sensibles à la chaleur, qui se produisent naturellement en cellules adrénales, les chercheurs ont conçu les nanoparticles faits de magnétite, un type d'oxyde de fer ce les cristaux magnétiques minuscules de formes environ 1/5000 de l'épaisseur des cheveux. Chez les rats, ils ont trouvé que ces particules pourraient être injectées directement dans les glandes surrénales et rester là pendant au moins six mois. Quand les rats ont été exposés à un faible champ magnétique -- environ 50 millitesla, 100 fois plus faibles que les inducteurs utilisés pour l'imagerie par résonance magnétique (MRI) -- les particules passionnées par environ 6 degrés Celsius, assez pour déclencher les canaux calciques pour s'ouvrir sans endommager tout tissu environnant.

La glissière sensible à la chaleur qu'ils ont visée, connue sous le nom de TRPV1, est trouvée dans beaucoup des neurones sensoriels dans tout le fuselage, y compris des récepteurs de douleur. Les glissières TRPV1 peuvent être activées par la capsaïcine, le composé organique qui donne à des poivrons de /poivron leur chaleur, ainsi que par la température. Elles sont trouvées en travers de la substance mammifère, et appartiennent à une famille de beaucoup d'autres glissières qui sont également sensibles à la chaleur.

Cette stimulation a déclenché une précipitation d'hormone -- production de cortisol de doublement et noradrénaline de amplification par environ 25 pour cent. Cela a mené à une augmentation mesurable des fréquences cardiaques des animaux.

Traitement de la tension et de la douleur

Les chercheurs planification maintenant pour employer cette approche pour étudier comment le desserrage d'hormone affecte PTSD et d'autres troubles, et ils disent qu'éventuellement il pourrait être adapté pour traiter de tels troubles. Cette méthode offrirait une alternative beaucoup moins invasive aux demandes de règlement potentielles qui concernent implanter un matériel médical pour stimuler électriquement le desserrage d'hormone, qui n'est pas faisable dans les organes tels que les glandes surrénales qui sont molles et hautement vascularisées, les chercheurs disent.

Un autre endroit où cette stratégie pourrait retenir la promesse est dans le traitement de la douleur, parce que des canaux ioniques sensibles à la chaleur sont souvent trouvés dans des récepteurs de douleur.

« Pouvoir moduler des récepteurs de douleur avec cette technique potentiellement nous permettra d'étudier la douleur, régler la douleur, et avoir quelques applications cliniques à l'avenir, qui si tout va bien peuvent offrir qu'une alternative aux médicaments ou aux implants pour la douleur chronique, » Anikeeva dit. Avec l'enquête postérieure de l'existence de TRPV1 dans d'autres organes, la technique peut potentiellement être étendue à d'autres organes périphériques tels que l'appareil digestif et le pancréas.