Uma equipe de pesquisa sediada nos EUA desenvolveu uma nova técnica “sonogenética” para ativar e controlar células de mamíferos com som – potencialmente abrindo caminho para versões inovadoras não invasivas de estimuladores cerebrais profundos, marca-passos e bombas de insulina. Então, o que exatamente é sonogenética? Quais são suas potenciais vantagens clínicas? E quais são os próximos passos para a equipe de pesquisa?
Estimulação por ultrassom
A nova abordagem combina ultra-som com terapia genética para entregar genes a células específicas, a fim de manipulá-las com som para efeito terapêutico. Os resultados da pesquisa, divulgados na Nature Communications, mostram como a equipe usou o método para ativar células humanas em um prato e controlar neurônios no cérebro e na medula espinhal de camundongos.
“A Sonogenética usa o ultrassom para controlar células específicas”, explica o autor sênior Sreekanth Chalasani do The Salk Institute for Biological Studies. “O ultra-som é o som, que é de natureza mecânica e, portanto, causa uma pequena quantidade de deflexão mecânica na zona focal. Identificamos uma proteína de canal que pode sentir essa deflexão mecânica. Assim, podemos expressar esse canal em uma célula que queremos controlar.”
Para testar a técnica, os pesquisadores entregaram o gene para uma proteína de canal (TRPA1) nas células-alvo. Depois de expressar este canal, as células tornaram-se sensíveis ao ultra-som. Em estudos com camundongos, a equipe anexou um transdutor à pele dos animais e conseguiu controlar as células-alvo usando estimulação por ultrassom. “Esse canal não é encontrado na célula normalmente e por isso estamos introduzindo uma nova funcionalidade ao adicionar essa proteína à célula”, acrescenta Chalasani.
Aplicações clínicas potenciais
De acordo com Chalasani, a sonogenética tem várias vantagens importantes sobre os métodos terapêuticos existentes mais invasivos. Para começar, em termos básicos, a nova técnica demonstra como os neurônios motores do córtex podem mover membros – o que era um resultado esperado. Ele também aponta para uma ampla gama de potenciais aplicações clínicas não invasivas, incluindo a substituição de estimuladores cerebrais profundos, marca-passos cardíacos e bombas de insulina.
“Os marcapassos cardíacos provavelmente serão a primeira aplicação clínica, já que existe um sistema de entrega de genes para entregar genes ao músculo cardíaco em um ser humano. Não temos como entregar genes a alvos no cérebro humano”, diz ele.
As abordagens atuais para cada um desses métodos envolvem cirurgia e incluem a implantação de um dispositivo no corpo, o que aumenta o risco de infecção e/ou inflamação. “Nosso método não precisa de implante, pois o transdutor está fora do corpo. Tudo o que fizemos foi entregar uma proteína à célula-alvo”, explica Chalasani.
Chalasani diz que ele e sua equipe já estão empenhados em levar as descobertas adiante – e revela que esperam identificar proteínas adicionais que tenham maior sensibilidade ao ultrassom, que possam responder ao ultrassom em frequências específicas e que possam inibir neurônios, não apenas excitar. como estão fazendo atualmente.
“Além disso, queremos continuar inovando com os dispositivos de entrega de ultrassom para que possamos fornecer estímulos de ultrassom apropriados a alvos no cérebro ou no corpo”, disse ele à Physics World. “Atualmente, estamos trabalhando com camundongos, mas queremos estender isso para grandes animais, como porcos ou primatas, antes de traduzir isso para humanos”.
Publicado em 08/03/2022 16h45
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