Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Araştırmacılar, sıçanlardaki keşfin potansiyel olarak nörolojik bozukluklar için yeni bir invaziv olmayan tedaviler sınıfının geliştirilmesine yol açabileceğini söylüyor. 

Advanced Science dergisinde yayınlanan ‘manyetomekanik stimülasyon’ adı verilen öncü teknik, astrosit adı verilen dokunmaya duyarlı beyin glial hücrelerinin vücut dışında manyetik bir cihazla uyarılmasına olanak tanıyor.

Mikroskobik manyetik parçacıklar veya mikromıknatıslar, astrositlere bağlanır ve güçlü bir mıknatıs başın yanına yerleştirildiğinde hücreleri ‘açabilen’ minyatür mekanik anahtarlar olarak kullanılır.

Ortak yazar Profesör Alexander Gourine (UCL Kardiyovasküler ve Metabolik Sinirbilim Merkezi) şunları söyledi; “Astrositler, beyinde bulunan yıldız şeklindeki hücrelerdir. Beyin kan damarları ve sinir hücreleri arasında stratejik olarak konumlandırılmışlardır. Bu hücreler, nöronlara temel metabolik ve yapısal destek sağlar, nöronal devre aktivitesini modüle eder ve ayrıca potansiyel metabolik yetersizlik koşullarını algılamaya ayarlanmış, beyin ortamının çok yönlü araştırmacıları olarak işlev görebilir. Bir manyetik alan kullanarak beyin astrositlerini kontrol etme yeteneği, araştırmacılara, bu hücrelerin sağlık ve hastalıktaki işlevlerini incelemek için yeni bir araç sağlar; bu, epilepsi gibi bazı yaygın nörolojik bozukluklar için yeni ve etkili tedavilerin gelecekte geliştirilmesinde önemli olabilir." 

UCL İleri Biyomedikal Görüntüleme Merkezi kıdemli yazarı Profesör Mark Lythgoe; "Astrositler dokunmaya duyarlı olduğundan, onları manyetik parçacıklarla süslemek, hücrelere bir mıknatıs kullanarak vücudun dışından küçük bir ürün verebileceğiniz anlamına gelir ve bu nedenle, fonksiyonlarını kontrol eder. Astrositleri uzaktan kontrol etme yeteneği, işlevlerini anlamak için yeni bir araç sağlar ve beyin bozukluklarını tedavi etme potansiyeline sahip olabilir." dedi.

MMS'i geliştirirken, UCL'deki bilim adamları, klinik olarak daha uygun bir beyin hücresi kontrol tekniği oluşturmaya başladılar. Bu, yabancı genlerin tipik olarak bir virüsün yardımıyla beyin hücrelerine yerleştirilmesini gerektiren optogenetik ve kemogenetik gibi mevcut diğer araştırma araçlarıyla çelişir. Bu genetik modifikasyon ihtiyacı, mevcut yöntemlerin klinik çevirisine büyük bir engel olmuştur.

Baş araştırmacı Dr. Yichao Yu; “Yeni teknolojimiz, beyin hücresi aktivitesini uzaktan ve hassas bir şekilde kontrol etmek için manyetik parçacıklar ve mıknatıslar kullanıyor ve daha da önemlisi, bunu beyne herhangi bir cihaz veya yabancı gen sokmadan yapıyor. Laboratuvara dayalı çalışmada, mikroskobik manyetik parçacıkları, özel olarak astrositlere bağlanmalarını sağlayan bir antikorla kapladık. Parçacıklar daha sonra enjeksiyon yoluyla sıçandaki hedef beyin bölgesine iletildi. Mikromıknatıs kullanmanın bir başka avantajı da bir MRI taramasında yanmalarıdır, böylece konumlarını izleyebilir ve beyin fonksiyonunun hassas kontrolünü elde etmek için beynin çok belirli kısımlarını hedefleyebiliriz.” şeklinde aktardı.

‘Temel bilimin tıbbın ilerlemesine katkısı’ nedeniyle Royal Society of Medicine Ellison–Cliffe Ödülü 2021'i alan Profesör Lythgoe şunları ekledi: "Klinik potansiyeli nedeniyle bu teknoloji hakkında çok heyecanlıyız. Mevcut yöntemlerin aksine MMS, belirli beyin hücrelerinin dokunmaya karşı olağanüstü duyarlılığından yararlanır, bu nedenle ne genetik modifikasyona ne de cihaz implantasyonuna ihtiyaç vardır. Bu, MMS'yi elektrotların beyne yerleştirilmesini gerektiren şu anda kullanılan derin beyin stimülasyon tekniklerine kıyasla alternatif, daha az invaziv bir terapi olarak umut verici bir aday haline getiriyor."

Makale:onlinelibrary.wiley.com