Controllo delle cellule con la luce nuovi approcci terapeutici per le malattie gravi

Come le cellule nervose possono essere accese e spente con la luce

Comprendendo le malattie fin nei minimi dettagli, riconoscendole prima e ottimizzando le terapie, questo obiettivo ambizioso è stato ripreso dalla scienza medica della fotonica. La luce è l'elemento centrale qui. I sistemi ottici nella diagnosi e nella cura delle malattie hanno già preso un posto importante. Un gruppo di ricerca tedesco è ora ancora più in profondità nella questione. Le sonde impiantabili dovrebbero attivare o disattivare otticamente le funzioni cellulari. I ricercatori vogliono influenzare molte malattie.

Questo "controllo della luce" per le cellule apre nuove possibilità nella diagnosi e nel trattamento di molte malattie. Anche il Ministero federale dell'Istruzione e della ricerca (BMBF) ha contribuito al progetto con 1,4 milioni di euro. Gli scienziati della Chemnitz University of Technology e del Medical Center dell'Università di Göttingen sono significativamente coinvolti nello sviluppo del cosiddetto impianto optogenetico cocleare, che secondo i ricercatori apre un potenziale senza precedenti nella tecnologia medica e nelle neuroscienze.

La scienza dell'optogenetica si è posta l'obiettivo di comprendere e riconoscere le malattie a livello microbiologico. Gli impianti cocleari hanno lo scopo di influenzare il controllo delle cellule nervose. (Immagine: sdecoret / fotolia.com)

Il viaggio nel sé

Tracciare e influenzare i processi vitali nelle cellule e nei tessuti fino al livello molecolare - un sogno di scienza. Le sonde impiantabili sono un passo avanti verso la realizzazione di questo sogno. Le sonde consentono un controllo controllato della luce dell'attività delle cellule. Come un interruttore che viene attivato dalla luce, le cellule nervose possono essere semplicemente accese o spente o altre funzioni cellulari attivate otticamente.

L'alternativa ai pacemaker cardiaci e cerebrali

La procedura è simile in linea di principio alla stimolazione elettrica che viene utilizzata nel pacemaker cardiaco o cerebrale. Il controllo della luce dell'impianto cocleare è molto più preciso. L'impianto consente un controllo molto più preciso dell'attività cellulare.

Sonde attive e passive

Gli scienziati vogliono sviluppare sonde attive e passive che consentano l'implementazione dell'optogenetica nel corpo umano. Le "sonde attive" dovrebbero essere dotate di micro-LED microscopici montati su supporti flessibili. Nel caso delle "sonde passive", la luce viene portata nel tessuto da diodi laser tramite guide d'onda polimeriche ottiche. Queste sonde a guida d'onda hanno il vantaggio che la sonda può essere più distante dal sito di stimolazione. Questo crea più libertà nella scelta dei componenti che devono rimanere operativi come impianti per molti anni nel corpo.

luce Ascolta

Come uno dei primi progetti, è già stato sviluppato un prototipo di "ascolto leggero". È un impianto cocleare ottico per persone con gravi perdite uditive. Questo impianto è inserito nella coclea dell'orecchio interno, dove stimola le cellule nervose con l'aiuto dei LED. Il team intorno al Prof. Dr. med. Ulrich Theodor Schwarz e il Prof. Dr. med. Karla Hiller è significativamente responsabile dello sviluppo delle sonde e degli array di sorgenti di luce miniaturizzati e si aspetta che sia pronta per il mercato a breve. (Vb)