Світло пристосували для керування голосовими м'язами

Група фізіологів з Боннського університету модифікувала за допомогою методів генної інженерії голосові м'язи мишей таким чином, що вони стали скорочуватися під дією коротких спалахів світла. На думку вчених, продемонстрований ними метод може бути використаний у майбутньому для лікування паралічів. Робота опублікована в.

Дослідникам вдалося зробити окремі м'язи горлянки мишей чутливими до світла за допомогою оптогенетики. Клітини трансформували генами каналродопсина-2 - це мембранний світлочутливий рецептор, що активується при опроміненні світлом. Раніше його експресію застосовували в основному для вивчення нервових клітин.

Ідея використовувати для демонстрації саме голосовий м'яз була висловлена одним з членів дослідницької команди, в минулому лікаря-отоларинголога. Справа в тому, що у людей є поширене захворювання - параліч бульбарний ларингеальний. Він характеризується ураженням рухових ядер продовжуватого мозку або черепномозкових нервів, зокрема поворотного гортанного нерва, що призводить до порушень мови, ковтання, а іноді і дихання через неможливість здійснення довільних рухів м'язами. При цьому самі м'язи залишаються цілком функціональними, порушена тільки їх іннервація. Для його лікування використовуються електроди-імплантати, однак цей метод має ряд недоліків.

Вчені припускають, що техніка може стати новим словом у лікуванні різних видів паралічу, оскільки дозволить проводити більш точне і акуратне управління м'язовою тканиною, аж до активації окремих волокон. Тим не менш, поточний рівень розвитку генної інженерії, а також способів імплантації джерел світла дозволяє говорити про цей метод лікування тільки як про далеку перспективу.

Раніше ця ж група застосовувала оптогенетику для модифікації серцевого м'яза (міокарда) мишей. За допомогою світла окремі ділянки серця змушували битися не в такт, викликаючи індуковану аритмію. Тепер вчені випробували свій метод і на скелетній мускулатурі. Надалі плануються експерименти на м'язах гортані свиней, так як їх трахея близька за розмірами з людського, і можна проводити досліди з живою твариною. Якщо портативне джерело світла підійде свиням, то його можна буде використовувати і для людей.

Оптогенетика - метод дослідження мозку і нервових клітин, винайдений у його сучасному вигляді групою під керівництвом стенфордського вченого Карла Дизерота в 2005 році. Метод полягає в трансформації клітин генами світлочутливих рецепторів, які вбудовуються у зовнішню мембрану нейронів. Опромінення тканин світлом певної довжини хвилі активує рецептори, які пропускають у клітку іони зовнішнього середовища і ініціюють деполяризацію - спрацювання нейрона. Сам по собі каналродопсин являє собою світлочутливий рецептор синьо-зелених водоростей, необхідний їм для фототаксису - руху до світла.