Estimulação cerebral profunda não invasiva usando ultrassom e modificação genética

JUNE 4TH, 2021 - Pesquisadores da Washington University em St. Louis desenvolveram uma técnica que eles chamam de sonotermogenética, que combina ultrassom e modificação genética para alcançar o controle neural não invasivo em regiões profundas do cérebro. A técnica envolve o uso de vetores virais para introduzir material genético que codifica canais iônicos para neurônios específicos no cérebro. Uma sonda de ultrassom externa pode então fornecer aquecimento suave, que ativa os canais iônicos, permitindo aos pesquisadores ligar ou desligar neurônios específicos. A nova abordagem pode eventualmente levar a tratamentos não invasivos eficazes para condições neurológicas, como a doença de Parkinson.

As técnicas que permitem aos pesquisadores ligar ou desligar neurônios têm crescido em popularidade nos últimos anos, tanto como uma ferramenta de pesquisa quanto como um mecanismo potencial para tratar distúrbios neurológicos, como epilepsia ou Parkinson. Uma das mais amplamente divulgadas é a optogenética, na qual neurônios geneticamente modificados são ligados ou desligados por meio da luz. No entanto, essa abordagem normalmente requer que fibras ópticas sejam implantadas cirurgicamente no cérebro.

Esta técnica mais recente pode fornecer estimulação cerebral profunda, mas sem a necessidade de procedimentos cirúrgicos. Ele se baseia na entrega de vetores virais ao cérebro que podem ter como alvo neurônios específicos. Os vetores carregam material genético que codifica canais iônicos termossensíveis. Depois que um neurônio expressa esses canais, ele pode ser direcionado usando ultrassom aplicado externamente, que pode criar calor em uma pequena área do cérebro (~ 1 mm).

Até agora, a equipe de pesquisa testou a técnica em camundongos e entregou o canal de íons TRPV1 para neurônios específicos, usando uma unidade de ultrassom montada no cabeçote para obter aquecimento localizado. “Podemos mover o dispositivo de ultrassom usado na cabeça de ratos que se movem livremente para atingir diferentes locais em todo o cérebro”, disse Yaoheng Yang, um pesquisador envolvido no desenvolvimento da nova tecnologia, em um comunicado à imprensa. "Por não ser invasiva, essa técnica tem o potencial de ser ampliada para animais grandes e potencialmente humanos no futuro."

A técnica afetou com sucesso o comportamento dos camundongos tratados. "Nosso trabalho forneceu evidências de que a sonotermogenética evoca respostas comportamentais em camundongos que se movem livremente enquanto têm como alvo um local profundo do cérebro", disse Hong Chen, outro pesquisador envolvido no estudo. "A sonotermogenética tem o potencial de transformar nossas abordagens para pesquisa em neurociência e descobrir novos métodos para compreender e tratar distúrbios cerebrais humanos."

Veja um vídeo sobre a técnica abaixo:

Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Medgadget.