Száloptikával gyógyíthatják a jövőben az agyat

Az embrionális őssejtekből származó emberi idegsejtek más élőlénybe, például egérbe beültetve képesek befolyásolni a gazda idegsejt-hálózatának működését, állítja egy új tanulmány.

Korábbi tanulmányok már kimutatták, hogy az őssejtekből származó, az agyba beültetett idegsejtek ugyanúgy néznek ki és viselkednek, mint az eredetileg ott működő idegsejtek. Az ilyen sejtek például kapcsolatokat alakítanak ki a gazdaneuronokkal az egéragyban, és jeleket kapnak tőlük. Azt viszont eddig nem sikerült kimutatni, hogy a beültetett idegsejtek is sikeresen jeleznek-e a gazdanuronoknak, és befolyásolják-e azok működését.

Jason Weick és munkatársai a Wisconsini Egyetemen e kérdések megválaszolásához az optogenetikai célzás nevű eljárást használták. Ez a módszer a neuronok genetikai módosításával egy olyan ioncsatornát (a sejthártyán átnyúló, fehérjével bélelt pórus) hoz létre, amely fény hatására nyílik meg. Ilyenkor képesek átáramlani rajta a pozitív ionok (például nátrium és kalcium), amelyek aktiválják az idegsejtet. A módszer segítségével a kutatók szelektíven aktiválhatják az emberi idegsejteket egy emberi és egérneuronokból álló keverékben.

A kutatók a sejttenyésztéses kísérletekhez genetikailag módosított emberi embrionális őssejteket és olyan egérneuronokat használtak, amelyek összehangolt spontán elektromos aktivitást mutattak egérembriókban. A genetikai módosítás révén a kutatók fénnyel meg tudták nyitni az emberi idegsejtek ioncsatornáit, és így aktiválták őket. Az emberi neuronok aktiválva összehangolt kisülésre késztették az egérneuronokat, ami bizonyította, hogy az idegi kapcsolat oda-vissza működik.

Ezután az egérneuronokkal együtt tenyésztett emberi idegsejteket beültették az egéragy hippokampusz nevű területére. Weick és munkatársai ugyanazt tapasztalták, mint a sejttenyészetek esetében. A fénnyel aktivált emberi neuronok elektromos aktivitást váltottak ki az egérneuronokból.

Az Amerikai Tudományos Akadémia folyóiratában (PNAS) megjelent eredmények azért jelentősek, mert megalapozhatják olyan betegségek jövőbeni kezelését, amilyen a Parkinson-kór, a stroke és más idegkárosodással járó állapotok.

Weick és munkatársai most azon dolgoznak, hogy fénnyel aktiválható neuronokat ültessenek különféle neurodegeneratív (idegkárosodással járó) betegségekben szenvedő egerek agyába. Weick úgy képzeli, hogy a jövőben száloptikás kábelt vezetnének az agyba, és ezen keresztül aktiválnák a beültetett sejteket, például olyan neuronokat, amelyek a dopamin nevű idegingerület-átvivő anyagot termelik. Ily módon kezelhetővé válna a Parkinson-kór.