Investiguen controlar cèl·lules amb ultrasons per aconseguir marcapassos menys invasius

Moltes intervencions en el cos humà necessàries per a tractar determinats problemes de salut tenen el problema de necessitar una manipulació física de teixits profunds, amb lainvasividadi els riscos que això comporta. Per això, fa temps que els científics treballen a trobar formes'sense fils'de realitzar aquests procediments.

Una de les opcions més prometedores en aquesta línia de recerca són els ultrasons. Poden travessar ossos, músculs i gairebé qualsevol tipus de teixit, i són completament segurs. En 2015, ja es va descobrir com podien emprar-se per a 'controlar' neurones de cuc; però, ara, s'ha demostrat que el mateix sistema funciona també amb lesneurones dels mamífers.

Segons explica un grup de científics de l'InstitutSalkEstatunidenc en un article publicat en la revista científica Nature, el sistema requereix una modificació genètica de les cèl·lules que desitgem activar amb ultrasons, raó per la qual la tècnica es coneix comsonogenética. En aquest sentit, és similar a laoptogenética, que utilitza la llum per a activar les cèl·lules.

Concretament, és necessari modificar l'ADN cel·lular perquè la cèl·lula produeixi una proteïna determinada que sigui sensible als ultrasons: en aquest cas, la proteïna TRPA1, que en l'ésser humà compleix funcions en la resposta enfront de tòxics i activant algunes neurones del cervell i el cor.

Emprant dos mètodes (un elèctrode i un indicador del calci), els investigadors van comprovar que efectivament l'exposició a ultrasons activava les neurones modificades genèticament per a contenir la proteïna en qüestió.

Quines aplicacions té això?

A priori, podria semblar que aquesta tecnologia tan complexa està destinada a quedar-se en el laboratori i a satisfer una mera curiositat científica. Però la veritat és que, tal com expliquen els autors, lasonogenèticaté diverses possibles aplicacions en la pràctica.

Concretament, el seu gran potencial està en el possible desenvolupament de versions no invasives de bombes d'insulina, marcapassos i dispositius d'estimulació cerebral profunda.

En el cas dels marcapassos, per exemple, la idea consisteix a modificar genèticament les neurones del cor i poder emprar un dispositiu emissor d'ultrasons extern per a aconseguir el mateix efecte que s'aconsegueix actualment a través de l'estimulació elèctrica amb un dispositiu intern.

L'estimulació cerebral profunda, per part seva, és una tècnica emprada actualment en el tractament de malalties com elpàrkinsono l'epilèpsia però que té el problema que requereix la implantació quirúrgica d'elèctrodes en capes profundes del cervell per a estimular elèctricament unes certes neurones objectiu. Si fos possible, mitjançant teràpia gènica, modificar aquestes neurones per a aconseguir la seva activació amb ultrasons (cosa que ja s'està treballant), els elèctrodes podrien substituir-se, de nou, per ultrasons externs.

Ara com ara, els investigadors estan estudiant els petits detalls del mecanisme de percepció d'ultrasons per la proteïna TRPA1 i buscant altres proteïnes que puguin aconseguir el contrari: apagar l'activitat de la cèl·lula en resposta als ultrasons.