Do czego można wykorzystać optogenetykę?

Zaburzenia widzenia, alkoholizm, schizofrenia. Czy choroby genetyczne, nieuleczalne bądź trudne w terapii będą wkrótce możliwe do wyleczenia? Jesteśmy świadkami rewolucji medycznej.

Optogenetyka, przełom w nauce

Fran­cis Crick, odkrywca struk­tury mole­ku­lar­nej DNA i lau­reat Nagrody Nobla z 1979 roku, powie­dział, że naj­więk­szym wyzwa­niem dla neu­ro­nauki jest umie­jęt­ność prze­ję­cia kon­troli nad jed­nym typem komó­rek przy rów­no­cze­snym pozo­sta­wie­niu pozo­sta­łych nie­zmie­nio­nymi. 

W roku 2010 maga­zyn naukowy „Nature Methods” uznał optogenetykę za tech­nikę roku. Choć brzmi to dziś nie­praw­do­po­dob­nie, zaj­mu­jący się opto­ge­ne­tyką naukowcy wie­rzą, że dzięki tej meto­dzie już wkrótce będzie można powstrzy­mać dzia­ła­nie para­liżu. W bada­niach prze­pro­wa­dza­nych na zwie­rzę­tach dowiedli, że poprzez akty­wa­cję neu­ro­nów odpo­wie­dzial­nych za socja­li­za­cję można kon­tro­lo­wać zacho­wa­nie społeczne zwie­rząt. 

Celna, szybka, dokładna i bezinwazyjna metoda kontroli neuronów

Opto­ge­ne­tyka to metoda pozwa­la­jąca na celową, szybką i dokładną kon­trolę ści­śle okre­ślo­nych pro­ce­sów w tak zło­żo­nych sys­te­mach bio­lo­gicz­nych jak swo­bod­nie poru­sza­jące się ssaki. Umoż­li­wia­jąc ste­ro­wa­nie optyczne z pręd­ko­ścią (w skali mili­se­kund) i dokład­no­ścią (spe­cy­ficzną dla danego typu komórki) wyma­ganą w prze­twa­rza­niu bio­lo­gicz­nym, podej­ście optogene­tyczne stwo­rzyło nowe per­spek­tywy dla bada­nia bio­lo­gii, zarówno w zakre­sie zdro­wia, jak i cho­roby. 

Obejrzyj video o optogenetyce – nauce sterowania wybranymi częściami naszego mózgu za pomocą światła lasera. 

Nowa metoda leczenia ślepoty

Dr Zhuo-Hua Pan z Wayne State Uni­ver­sity pro­wa­dzi bada­nia na temat wyko­rzy­sta­nia opto­ge­ne­tyki do przy­wra­ca­nia wzroku oso­bom nie­wi­do­mym. Stra­te­gia ta posłu­guje się narzę­dziami opto­ge­ne­tycz­nymi do prze­obra­ża­nia oca­la­łych neu­ro­nów siat­kówki wewnętrz­nej w komórki świa­tło­czułe po śmierci komó­rek foto­re­cep­to­ro­wych. Przy­wra­ca­jąc czę­ściowo wzrok nie­wi­do­memu męż­czyź­nie, naukowcy udowodnili, że opto­ge­ne­tyka może być sku­teczna w lecze­niu śle­poty uwa­run­ko­wa­nej gene­tycz­nie. 

Pod­czas badań labo­ra­to­ryj­nych pacjent dzięki spe­cjal­nym goglom wypo­sa­żo­nym w kamerę potra­fił zauwa­żyć, zlo­ka­li­zo­wać, poli­czyć i dotknąć nie­wiel­kie przedmioty: zeszyt, szklany kubek czy opa­ko­wa­nie na zszywki. Odkry­cie to stwa­rza per­spek­tywy na lecze­nie osób nie­wi­do­mych i ponowne przy­wró­ce­nie im zdol­no­ści widze­nia. Bada­nia mają zostać ukoń­czone do 2025 roku. 

Wyleczyć alkoholizm. Stop depresji

Inno­wa­cyjne podej­ście opto­ge­ne­tyki pozwala uka­zać zwią­zek mię­dzy aktyw­no­ścią okre­ślo­nych neu­ro­nów a zacho­wa­niem. Bada­nia pro­wa­dzone na Uni­wer­sy­te­cie w Buf­falo (USA) poka­zały zwią­zek pomię­dzy piciem alko­holu a uwal­nia­niem dopa­miny. W oce­nie naukow­ców metoda ta jest szansą na lecze­nie depre­sji, cho­roby Par­kin­sona, epi­lep­sji czy padaczki.

Metoda opto­ge­ne­tyczna wciąż jest testo­wana, ale już dziś naukowcy dostrzegają w niej możliwość lecze­nia cho­rób do tej pory uzna­wa­nych za nie­ule­czalne. Daje to nadzieję ludziom, którzy dotąd nie mieli szansy na wyleczenie. 

Zdjęcie główne: ColiN00B/pixabay.com