22 de Octubre de 2018
El equipo de Salk adopta tecnología pionera en sonogenética
al siguiente nivel con un premio de $750,000
El equipo de Salk lleva la tecnología pionera de sonogenética al siguiente nivel con un premio de $750,000
LA JOLLA—La tecnología emergente de sonogenética—una técnica en la que las células son controladas por el sonido— ofrece el potencial de reemplazar algún día a los fármacos o tratamientos quirúrgicos invasivos para afecciones neurológicas como la epilepsia, la enfermedad de Parkinson o el trastorno de estrés postraumático.
El científico del Instituto Salk que fue pionero en la idea de usar ondas ultrasónicas para estimular las neuronas y acuñó el término "sonogenética" participará en el programa ElectRx de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa, con el objetivo de llevar el trabajo de su laboratorio al siguiente nivel con $ 750,000 en nuevos fondos.
“Iniciamos este proyecto hace unos seis años, cuando llevamos el ultrasonido por primera vez al laboratorio para estudiar un sistema biológico”, dice el profesor asociado de Salk. Sreekanth Chalasani, el investigador principal de la subvención. "Queríamos saber si el ultrasonido podría estimular el comportamiento en el nematodo, un organismo simple cuyo circuito neurológico básico tiene similitudes con el nuestro, y, sorprendentemente, descubrimos que podía".
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Crédito: Instituto Salk
En 2012, Chalasani recibió una Beca de Innovación Salk para explorar su idea de diseñar genéticamente neuronas en el gusano para que respondan a las ondas de sonido. Él demostró por primera vez la técnica en nematodos en 2015, que muestra que las ondas de ultrasonido de baja intensidad que se propagan en los gusanos causaron que un canal molecular químicamente sensible llamado TRP-4 se abriera y activara las células cerebrales. Luego, su equipo usó técnicas de biología molecular para agregar el canal TRP-4 a las neuronas que generalmente no reaccionan al ultrasonido, activándolas con éxito e influyendo en el comportamiento de los gusanos. El laboratorio aprovechó el éxito inicial de su enfoque en un beca de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH) Brain Research a través de la Iniciativa de Avance de Neurotecnologías Innovadoras (BRAIN) para explorar canales moleculares adicionales que podrían ser objeto de ultrasonido. El equipo también mostró que la técnica funciona en un modelo de ratón.
Antes del desarrollo de la sonogenética, los científicos usaban una herramienta llamada optogenética para estimular las neuronas con luz. Si bien la optogenética continúa siendo una herramienta muy valiosa para la investigación en neurociencia, el enfoque tiene algunas limitaciones terapéuticas.
“Con la optogenética, es necesario implantar quirúrgicamente algún tipo de sonda o dispositivo emisor de luz en el tejido al que se dirige o muy cerca de él”, dice Yusuf Tufail, científico investigador del laboratorio de Chalasani. “Pero con la sonogenética, no necesita cirugía, porque los componentes genéticos que hacen que las neuronas sean sensibles al ultrasonido pueden administrarse a través de virus terapéuticos, y luego la estimulación del ultrasonido se aplica desde el exterior del cuerpo, como un ultrasonido de embarazo”.
Ahora, el equipo tiene como objetivo buscar proteínas adicionales que respondan al ultrasonido, pero en lugar de activar las neuronas, estas proteínas inhibirían las células. Los métodos tanto para inhibir como para activar las neuronas de forma no invasiva tienen un inmenso potencial para las terapias.
"La sonogenética es una forma muy emocionante en la que podríamos tratar diferentes afecciones neurológicas sin tener que implantar electrodos de forma invasiva en los pacientes", dice Corinne Lee-Kubli, investigadora asociada en el laboratorio Chalasani. “La enfermedad de Parkinson, el dolor neuropático, el TEPT y los trastornos del movimiento, como la parálisis, podrían, teóricamente, beneficiarse de un enfoque sonogenético”.
Con este nuevo soporte, el equipo construirá instrumentos novedosos hechos a la medida para desarrollar y evaluar la tecnología.
Agrega Chalasani, “Estamos entusiasmados con los resultados que hemos obtenido. Estamos entusiasmados con las perspectivas de esta tecnología, que creemos que podría revolucionar los campos de la neurociencia y la medicina”.
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