Ученые Солка разработали новый способ выборочной активации клеток мозга, сердца, мышц и других клеток с помощью ультразвуковых волн. Новый метод, получивший название соногенетики, имеет некоторое сходство с растущим использованием света для активации клеток с целью лучшего понимания мозга.
Затем они обнаружили мембранный ионный канал TRP-4, который может реагировать на эти волны. Когда механические деформации от ударов ультразвуковых пузырьков газа распространяются на червя, они заставляют каналы TRP-4 открываться и активировать клетку. Вооружившись этими знаниями, команда попыталась добавить канал TRP-4 к нейронам, у которых обычно его нет. При таком подходе они успешно активировали нейроны, которые обычно не реагируют на ультразвук.
До сих пор соногенетика применялась только к C. elegans нейроны. Но TRP-4 может быть добавлен к любому типу чувствительных к кальцию клеток в любом организме, включая человека, говорит Чаласани. Затем микропузырьки могут быть введены в кровоток и распределены по всему телу – подход, уже используемый в некоторых методах визуализации человека. Затем ультразвук может неинвазивно достичь любой интересующей ткани, включая мозг, усилиться микропузырьками и активировать интересующие клетки через TRP-4. Он отмечает, что многие клетки человеческого тела могут реагировать на приток кальция, вызванный TRP-4.
"Настоящая награда будет заключаться в том, чтобы увидеть, может ли это сработать в мозгу млекопитающих," Чаласани говорит. Его группа уже начала тестирование подхода на мышах. "Когда мы делаем прыжок в терапию людей, я думаю, что у нас больше шансов использовать неинвазивные подходы соногенетики, чем оптогенетики."
И оптогенетический, и соногенетический подходы, добавляет он, обещают фундаментальные исследования, позволяя ученым изучать эффект активации клеток. И они также могут быть полезны в терапии за счет активации клеток, пораженных болезнью. Однако, чтобы использовать любой метод на людях, исследователям сначала необходимо разработать безопасные способы доставки световых или ультразвуковых каналов к клеткам-мишеням.