Investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis han desarrollado una técnica que llaman sonotermogenética, que combina ultrasonido y modificación genética para lograr un control neuronal no invasivo en regiones profundas del cerebro. La técnica implica el uso de vectores virales para introducir material genético que codifica canales iónicos en neuronas específicas del cerebro. Luego, una sonda de ultrasonido externa puede proporcionar un calentamiento suave, que activa los canales iónicos, lo que permite a los investigadores encender o apagar neuronas específicas. El nuevo enfoque puede conducir eventualmente a tratamientos no invasivos eficaces para afecciones neurológicas como la enfermedad de Parkinson.
Las técnicas que permiten a los investigadores activar o desactivar neuronas han ganado popularidad en los últimos años, tanto como herramienta de investigación como mecanismo potencial para tratar trastornos neurológicos, como la epilepsia o el Parkinson. Una de las más ampliamente informadas es la optogenética, en la que neuronas modificadas genéticamente se activan o desactivan mediante luz. Sin embargo, este enfoque generalmente requiere la implantación quirúrgica de fibras ópticas dentro del cerebro.
Esta última técnica puede proporcionar estimulación cerebral profunda, pero sin necesidad de procedimientos quirúrgicos. Se basa en la entrega de vectores virales al cerebro que pueden apuntar a neuronas específicas. Los vectores transportan material genético que codifica canales iónicos termosensibles. Una vez que una neurona expresa estos canales, se puede atacar mediante ultrasonido aplicado externamente, que puede generar calor dentro de un área pequeña del cerebro (~1 mm).
Hasta ahora, el equipo de investigación probó la técnica en ratones y entregó el canal iónico TRPV1 a neuronas específicas, mientras usaba una unidad de ultrasonido montada en la cabeza para lograr un calentamiento localizado. "Podemos mover el dispositivo de ultrasonido que se lleva en la cabeza de los ratones en movimiento libre para apuntar a diferentes lugares de todo el cerebro", dijo Yaoheng Yang, investigador involucrado en el desarrollo de la nueva tecnología, en un comunicado de prensa. "Debido a que no es invasiva, esta técnica tiene el potencial de ampliarse a animales grandes y potencialmente a humanos en el futuro".
La técnica afectó con éxito el comportamiento de los ratones tratados. "Nuestro trabajo proporcionó evidencia de que la sonotermogenética evoca respuestas conductuales en ratones que se mueven libremente mientras apuntan a un sitio profundo del cerebro", dijo Hong Chen, otro investigador involucrado en el estudio. "La sonotermogenética tiene el potencial de transformar nuestros enfoques para la investigación en neurociencia y descubrir nuevos métodos para comprender y tratar los trastornos del cerebro humano".
Vea un vídeo sobre la técnica a continuación:
Estudio en la revista Brain Stimulation : Sonotermogenética para la neuromodulación cerebral profunda no invasiva y específica de tipo celular
