Исследование ученых Федерального центра мозга и нейротехнологий ФМБА России, РНИМУ им. Н.И. Пирогова, научного центра LIFT и других научных организаций показало, что термочувствительный ионный канал TRPV1 у человека может служить безопасным и эффективным термогенетическим инструментом для хронической нейромодуляции, открывая путь для передовых исследований мозга и потенциальных методов лечения нейропатологических состояний. Опубликованное в журнале Cellular and Molecular Life Sciences исследование подчеркивает потенциал использования термочувствительных ионных каналов в клинических приложениях.
Представленная работа решает важнейшие вопросы, связанные с будущими клиническими применениями термогенетики — метода, при котором используются термочувствительные ионные каналы для управления нейронами. Синтетические методы нейромодуляции, такие как оптогенетика и термогенетика, могли бы обеспечить точную и неинвазивную стимуляцию мозга при различных нейропатологиях, однако предыдущие исследования сталкивались с трудностями, связанными с иммунным ответом, цитотоксичностью и безопасностью при хроническом использовании. Новое исследование — первое, которое всесторонне решает эти проблемы.
Группа исследователей разработала комплексный подход, сочетающий экспрессию человеческого ионного канала TRPV1 (hTRPV1) в возбуждающих нейронах мозга мышей и передовую оптоволоконную технику. Активация этих нейронов осуществлялась с помощью инфракрасного лазера через оптоволоконный нейроинтерфейс, при этом поддерживался температурный диапазон, исключающий повреждение тканей. Примечательно, что многократная активация со временем не вызывала видимых повреждений ткани мозга, что предполагает возможность безопасной хронической нейромодуляции с использованием hTRPV1. Применение именно человеческих ионных каналов для нейромодуляции, позволит избежать иммунных реакций в будущих применениях для лечения людей.
Потенциал термогенетической нейромодуляции как терапевтического инструмента огромен, так как он может обеспечить целенаправленный, управляемый способ модуляции активности мозга. Следующими этапами станет применение термогенетики в доклинических моделях эпилепсии, двигательных нарушений и других социально значимых заболеваний нервной системы, что станет решающим шагом к внедрению этой технологии в клиническую практику.
Ссылка на исследование:
https://link.springer.com/article/10.1007/s00018-024-05475-x