تکنیک اپتوژنتیک برای کنترل سیستم عصبی بومی سازی شد
به گزارش افق بسطام، به گزارش خبرنگاران، حمید لطیفی مجری طرح کنترل سیستم های عصبی با استفاده از اپتوژنتیک گفت: تکنیک اپتوژنتیک با تلفیق دو تکنیک اپتیک و ژنتیک، امکان مطالعه و کنترل عملکرد سلول های خاص در بافت های زنده را فراهم می نماید از مزیت های این روش این است که روش های نوری در مقایسه با روش های الکتریکی و دارویی به دلیل برخورداری از سرعت، دقت بالاتر و آسیب رسانی کمتر ابزار مناسبی در مطالعات علوم اعصاب هستند.
وی اضافه نمود: سلول های عصبی در حالت طبیعی به نور حساس نیستند بنابراین با استفاده از تکنیک های ژنتیکی، یکسری کانال پروتئینی حساس به نور به نام پروتئین اپسینی در سیستم عصبی ایجاد شده که با استفاده از ابزارهای فیبرنوری با قابلیت کاشت در مغز حیوان، نور لیزر به ناحیه مورد نظر مغزی رسانده می گردد.
لطیفی عنوان نمود: با اعمال پالس های لیزری در طول موج معین، کانال های یونی حساس به نور ایجاد شده در سیستم عصبی به نور پاسخ می دهند که در اثر این پاسخ، یکسری از کانال های یونی باز و یا بسته می شوند بنابراین تغییرات غلظت یونی در درون و بیرون سلول عصبی منجر به ایجاد سیگنال عصبی خواهد شد.
عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی گفت: در این طرح، پروتئین اپسینی چانلروداپسین با برهمکنش نور لیزر در طول موج 470 نانومتر، کانال های سدیمی سیستم عصبی را فعال نموده و در نهایت منجر به فعال سازی سیستم عصبی می گردد.
به گفته وی، این طرح بر روی موش صحرائی برای کنترل سیستم عصبی (در حال حرکت و بیهوشی) پیاده سازی شده است.
ثبت سیگنال عصبی از تک نورون و درمان بیماری های عصبی
لطیفی اعلام کرد: در حالت بیهوشی نیز با استفاده از ساخت اپتورد یا ثبت سیگنال الکتریکی بصورت همزمان بصورت همزمان، تحریک نوری و ثبت سیگنال الکتریکی از یک تک نورون انجام شد که با دستیابی به این تکنولوژی امکان مطالعه شبکه نورونی امکان پذیر می گردد که می توان گفت از این تکنیک برای درمان بیماری های عصبی بهره برد.
بومی سازی تکنیک اپتوژنتیک در کشور
وی گفت: برای اولین بار، تکنیک اپتوژنتیک در داخل کشور توسط متخصصان لیزر پژوهشکده لیزر و پلاسما دانشگاه شهید بهشتی و متخصصان علوم اعصاب مرکز تحقیقات علوم اعصاب این دانشگاه بومی سازی شد.
لطیفی با بیان اینکه با توجه به اینکه تکنیک تحریک نوری سیستم های عصبی از اهمیت ویژه ای در پیشبرد علوم در مرز دانش را دارد، اظهار کرد: در حال حاضر کشورهایی از قبیل امریکا، کانادا، آلمان، روسیه و ژاپن به تکنیک اپتوژنتیک دسترسی دارند و ایران نیز با بومی سازی و توسعه این تکنیک در سطح بین المللی صندلی ویژه ای خواهد یافت.
عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی درباره نتایج تحقیقات این پروژه گفت: در حال حاضر گروه اپتوژنتیک دانشگاه شهید بهشتی با دستیابی به این تکنیک در داخل کشور، و ایجاد تغییر ژنتیکی در سیستم عصبی و تحریک نوری، امکان کنترل سیستم عصبی حرکتی را به وجود می آورد.
وی توضیح داد: با دستیابی به تکنیک بسته بندی ژن های اپسینی در ویروس و ساخت ابزارهای تحریک نوری و ثبت سیگنال الکتریکی بصورت همزمان (اپتورود) امکان مطالعه سیستم های عصبی و جود دارد که می توان با استفاده از نور لیزر یک فعالیت عصبی را فعال یا غیر فعال کرد.
لطیفی خاطر نشان کرد: آزمایشگاه اپتوژنتیک دانشگاه شهید بهشتی آماده خدمات دهی به سایر محققان در زمینه اپتوژنتیک است و امیدوار هستیم که بزودی سیستم های مدار بسته اپتوژنتیک و کنترل از راه دور حیوانات با استفاده از نور لیزر انجام گردد.
به گفته لطیفی، در این سیستم های ابزارهای نوری جدیدی توسعه یافته که قابلیت میناتورسازی و کاشت بر روی جمجمه حیوان را دارند.
عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی درباره کاربردهای این فناوری اعلام کرد: برای کاربردهای بالینی تکنیک اپتوژنتیک با میناتوری سازی، کلیه تجهیزات لیزری و الکترونیکی با قابلیت کاشت در بدن بیمار موثر می گردد.
وی گفت: در حال حاضر، تکنیک اپتوژنتیک در مدل های حیوانی کاربرد دارد و در آینده نزدیک برای درمان نارسائی و کنترل ضربان قلب، درمان ناشنوایی، نابینایی و همچنین در درمان بیماریهای عصبی از قبیل صرع، آلزایمر، پارکینسون کاربرد خواهد داشت.
لطیفی با اشاره به اینکه در چند سال اخیر با شکل گیری ستاد توسعه علوم شناختی معاونت علمی، تحولات چشمگیری در زمینه توسعه علوم اعصاب و هدفمند شدن طرح های تحقیقاتی اجرا شده است، عنوان نمود: با توجه به اهمیت استفاده از نور در مطالعات سیستم های عصبی امید است با حمایت های گسترده تر در زمینه تسریع فرآیند تائید طرح های تحقیقاتی و تخصیص منابع اقتصادی مناسب بتوان گام های ارزنده ای در زمینه کاربرد نور در علوم اعصاب بویزه توسعه ابزارهای نوری اپتوزنتیک برداشت و در مرزهای دانش حرکت کرد.
منبع: خبرگزاری مهر