 O echipă de cercetători americani
a descoperit o proteină aptă să activeze ori să inhibe grupuri de neuroni sub
efectul luminii. Această descoperire este prezentată drept revoluționară în
prestigioasa revistă științifică britanică Nature. Când Ed Boyden, de la
Massachusetts Institute of Technology a descris NpHR, o proteină ce inhibă
activitatea neuronală atunci când este activată
de lumină, aplauzele au fost spontane. Era la Congresul de
neuroștiințe, ale cărui lucrări s-au desfășurat, în luna februarie, la Salt
Lake City iar când Karl Deisseroth, de la Universitatea Stanford, a expus
detaliile la Cold Spring Harbor, o mică localitate din statul New York, la
finele lunii martie, s-a vorbit de o revoluție. O revoluție ce ar putea face ca
electrozii - instrumentele de bază ale științelor neurologice - să fie dați
uitării. După un secol de bune și loiale servicii, aceștia vor fi, poate,
înlocuiți de proteine modificate genetic, care le vor permite cercetătorilor să
stimuleze ori să inhibe grupuri foarte precise de rețele neuronale prin
intermediul unei simple raze de lumină. Până acum, nici o tehnică nu atinsese
un asemenea nivel al controlului și preciziei.
''Este pasionant. Vom putea studia cu
adevărat modul în care neuronii contribuie la circuitele neuronale responsabile
de comportamente'', declară Carl Petersen, din cadrul Institutului de
Neuroștiințe al Școlii Politehnice Federale din Lausanne, Elveția. Petersen,
care a primit deja proteina NpHR de la laboratorul lui Deisseroth, s-a grăbit
să o utilizeze pentru cercetările sale referitoare la percepția senzorială.
''Este cel mai bun lucru care s-a întâmplat, de multă vreme, în domeniul
neuroștiințelor'', adaugă el.
NpHR, descoperită într-o arheobacterie
sahariană denumită Natronomonas pharaonis, injectează ioni de clorură în celule
și inhibă, astfel, activitatea fiziologică atunci când este activată de lumina
galbenă. ''Grație efectului său declanșator, ea poate înlocui electrodul care
stimulează toate tipurile de neuroni din vecinătate, explică Deisseroth. Însă,
cu efectul său întrerupător, ea ne va permite să înțelegem ce se petrece în
plan fiziologic - sau patologic.'' Inhibând alternativ unele grupuri de
neuroni, se va putea determina care sunt necesari - sau suficienți - pentru a
declanșa o reacție ori un comportament anume. Deisseroth și echipa sa au
transferat genele ce codează pentru proteinele NpHR și ChR2 (un canal ionic
provenit dintr-o algă sensibilă la lumina albastră) în nematodul Caenorhabditis
elegans și au putut declanșa mișcări ale acestui viermișor prin licăriri de
lumină albastră, și le-au putut face să înceteze cu ajutorul razelor de lumină
galbenă. Ei au arătat și faptul că, atunci când aceste gene sunt injectate în
creierul unor șoareci tineri, sunt produse proteine funcționale.
Pe lângă aceste cercetări, Deisseroth
asigură, în fiecare săptămână, o consultație psihiatrică în care determină dacă
unii pacienți suferind de depresie gravă pot primi un tratament numit
''stimulare nervoasă profundă''. Această metodă constă în implantarea unor
electrozi în nucleele profunde ale creierului pentru a activa circuitele
neuronale ce ameliorează dispoziția. Este vorba de o tehnică invazivă și
experimentală; Deisseroth mărturisește că, văzând suferințele pacienților săi,
ar dori să găsească ceva mai bun.
Proteinele fotosensibile vor ajunge,
poate, să înlocuiască electrozii, ceea ce va permite să nu se stimuleze decât
neuronii implicați în boală. Va trebui, totuși, găsită o cale sigură de a le
transfera în toate celulele creierului uman. Proteinele fotosensibile ar putea
avea, de asemenea, aplicații clinice pe termen scurt. De exemplu, Gary
Matthews, din cadrul Universității statului New York, de la Stony Brook, speră
să le poată utiliza pentru refacerea vederii, stimulând neuroni retinieni care
nu mai reacționează la lumină. Această tehnică va permite, într-o primă fază,
determinarea rolului diverselor tipuri de neuroni în circuitele neuronale, atât
în creierele sănătoase cât și în cele bolnave.
Deisseroth își
propune să identifice țintele implicate în depresie la șoareci cu ajutorul NpHR
și ChR2, în timp ce Boyden intenționează să lucreze în domeniul epilepsiei, depresiei
și bolii Parkinson. Cei doi cercetători distribuie proteine NpHR omologilor lor
din lumea întreagă, de exemplu lui Sergey Kasparov, de la Universitatea din
Bristol, Marea Britanie, care studiază secreția neurotransmițătorilor. Când
Kasparov a auzit vorbindu-se despre lucrările lui Deisseroth, a renunțat la
inhibarea neuronilor ce utilizeză noradrenalina ca neurotransmițător, ceea ce
era proiectul său inițial, foarte complicat. ''Întrebarea pe care ne-o puneam
găsește un răspuns mai bun cu metoda proteinelor fotosensibile'', explică el.
David Kleinfeld, din cadrul
Universității California, din San Diego, este încă unul dintre cercetătorii
care sunt nerăbdători să utilizeze proteina. El încearcă să identifice căile
neuronale responsabile de simțul pipăitului. ''Când l-am auzit pe Deisseroth
vorbind despre lucrările sale, m-am grăbit să obțin un acord pentru transferul
de material. Suntem foarte entuziasmați'', spune el. /Rompres/
Acest articol a fost citit de 2363 ori. |
