Era il 15.12.2014 quando su sciencedaily.com veniva pubblicato l’articolo che traduco nel seguito “Un gruppo di ricercatori sta sviluppando un sistema che consentirebbe di controllare a distanza rapidamente, senza fili, impianti o farmaci, gli obiettivi biologici negli animali viventi“. “….intendono adattare questo sistema in modo che i neuroni possano essere accesi e spenti, consentendo di studiare il loro ruolo nel cervello.”
Stupiamoci.
Immagine di copertina: il Dr. Friedman e dr.sa Stanley con l’attrezzatura che utilizzano per l’invio di onde radio. Foto di Zachary Veilleux. (fonte)
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Un team della Rockefeller University e del Rensselaer Polytechnic Institute sta sviluppando un sistema per controllare a distanza i bersagli biologici negli animali vivi, in modo rapido, senza fili, impianti o farmaci.
Nella rivista Nature Medicine, il team descrive come sia riuscito a utilizzare le onde elettromagnetiche per stimolare la produzione di insulina e abbassare la glicemia nei topi diabetici.
Il loro sistema accoppia una particella naturale di accumulo del ferro, la ferritina, a un canale ionico chiamato TRPV1, in modo che quando la particella metallica è esposta a un’onda radio o a un campo magnetico, apre il canale, cosa che porta all’attivazione di un gene che produce insulina.
Insieme, le due proteine agiscono come una nanomacchina che può essere utilizzata per attivare l’espressione genica nelle cellule.
“Il metodo consente di controllare l’espressione dei geni in un animale vivente in modalità wireless e potrebbe essere utilizzato in malattie come l’emofilia per controllare la produzione di una proteina mancante.
Due caratteristiche importanti sono che il sistema è geneticamente codificato e può attivare le cellule a distanza e rapidamente”, cosi dice Jeffrey Friedman, professore di Marilyn M. Simpson e capo del Laboratorio di Genetica Molecolare del Rockefeller.
“Ora stiamo studiando se il metodo può essere utilizzato anche per controllare l’attività neuronale, per modulare in modo non invasivo l’attività dei circuiti neuronali”. Friedman e il suo collega di Rensselaer Jonathan S. Dordick hanno partecipato al progetto come ricercatori principali.
Esistono altre tecniche per controllare a distanza l’attività delle cellule o l’espressione dei geni negli animali viventi. Tuttavia, questi hanno i loro limiti. I sistemi che utilizzano la luce come segnale di accensione e spegnimento, richiedono impianti permanenti o sono efficaci solo in prossimità della pelle, mentre quelli che si basano sui farmaci possono essere attivati e disattivati solo lentamente.
Il nuovo sistema, chiamato radiogenetica, utilizza un segnale, in questo caso onde radio a bassa frequenza o un campo magnetico, per riscaldare o spostare le particelle di ferritina. Questi causano a loro volta l‘apertura del TRPV1, situato nella membrana che circonda la cellula.
Gli ioni di calcio attraversano quindi il canale e attivano un pezzo di DNA sintetico che gli scienziati hanno progettato, per attivare la produzione di un gene collegato in serie, che in questo studio è il gene dell’insulina.
In uno studio precedente, i ricercatori hanno utilizzato solo le onde radio come segnale di accensione, ma nello studio attuale hanno testato anche un segnale correlato – un campo magnetico – per attivare la produzione di insulina.
Hanno scoperto che aveva un effetto simile a quello delle onde radio.
“L’uso di un campo magnetico ad alte frequenze è un grande progresso nell‘espressione genica a distanza, perché non è invasivo e facilmente adattabile”, afferma Dordick, professore di Howard P. Isermann di Chimica e Bioingegneria e vicepresidente della ricerca a Rensselaer. “
Non è necessario introdurre nulla, né cavi, né sistemi luminosi: i geni vengono introdotti attraverso la terapia genica.
Si potrebbe avere un dispositivo portatile che eroga un campo magnetico a determinate parti del corpo e che potrebbe essere usato terapeuticamente per molte malattie, comprese quelle neurodegenerative.
A questo punto, non ci sono limiti.
La decisione di studiare la produzione di insulina, era legata ai dispositivi utilizzati per generare le onde radio e i campi magnetici. Poiché la bobina che genera questi segnali, ha attualmente un diametro di soli tre centimetri, è stato necessario anestetizzare i topi per tenerli fermi.
Poiché l’anestesia può sopprimere la produzione di insulina, l’ormone che abbassa i livelli di zucchero nel sangue, Stanley e i suoi colleghi hanno sviluppato un sistema geneticamente codificato, per sostituire l’insulina che viene normalmente ridotta dall’anestesia dei topi.
“La ferritina, una molecola di immagazzinamento del ferro rivestita di proteine, si trova normalmente in tutto il corpo dei topi e degli esseri umani, ma nei nostri esperimenti l’abbiamo modificata posizionando le particelle di ferritina in luoghi diversi per vedere se potevamo migliorare i nostri risultati”, spiega la co-autrice Sarah Stanley, ricercatrice senior nel laboratorio di Friedman.
“Abbiamo scoperto che il legame della ferritina con il canale era il più efficace”.
I risultati positivi del team suggeriscono ulteriori applicazioni del sistema. Alla fine di settembre, Stanley ha ricevuto una sovvenzione BRAIN nell’ambito del primo ciclo dell’ambiziosa iniziativa federale, volta a creare una mappa dinamica del cervello in azione.
Stanley e i suoi colleghi intendono adattare questo sistema in modo che i neuroni possano essere accesi e spenti, consentendo di studiare il loro ruolo nel cervello.
“In questo studio abbiamo dimostrato che possiamo attivare un gene aprendo il canale TRPV1 per consentire agli ioni di calcio di entrare nella cellula. Poiché i neuroni possono essere depolarizzati dal calcio e da altri ioni con carica positiva, come quelli controllati dal canale TRPV1, speriamo che questo sistema possa regolare efficacemente l’attività neuronale.”
fonte: https://www.sciencedaily.com/releases/2014/12/141215140801.htm
traduzione: M. Cristina Bassi per www.thelivingspirits.net
