22 octobre 2018
L'équipe Salk adopte une technologie pionnière en sonogénétique
au niveau supérieur avec une récompense de 750,000 XNUMX $
L'équipe Salk porte la technologie pionnière de la sonogénétique à un niveau supérieur avec une récompense de 750,000 XNUMX $
LA JOLLA — La technologie émergente de sonogénétique—une technique où les cellules sont contrôlées par le son—offre la possibilité de remplacer un jour les médicaments pharmaceutiques ou les traitements chirurgicaux invasifs pour les maladies neurologiques comme l'épilepsie, la maladie de Parkinson ou le syndrome de stress post-traumatique.
Le scientifique de l'Institut Salk, pionnier de l'idée d'utiliser des ondes ultrasonores pour stimuler les neurones et inventeur du terme « sonogénétique », participera au programme ElectRx de la Defense Advanced Research Projects Agency, visant à faire passer le travail de son laboratoire au niveau supérieur avec un nouveau financement de 750,000 XNUMX $.
« Nous avons lancé ce projet il y a environ six ans, lorsque nous avons introduit pour la première fois les ultrasons au laboratoire pour étudier un système biologique », explique le professeur associé Salk. Sreekanth Chalasani, chercheur principal de la subvention. « Nous voulions savoir si les ultrasons pouvaient stimuler le comportement du nématode – un organisme simple dont les circuits neurologiques fondamentaux présentent des similitudes avec les nôtres – et, de manière surprenante, nous avons découvert que c'était possible. »
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Crédit : Salk Institute
En 2012, Chalasani a reçu une bourse d'innovation Salk pour explorer son idée de modifier génétiquement les neurones du ver afin qu'ils réagissent aux ondes sonores. a démontré la technique pour la première fois sur des nématodes en 2015, montrant que des ondes ultrasonores de faible intensité se propageant dans les vers provoquaient l'ouverture et l'activation des cellules cérébrales par un canal moléculaire chimiquement sensible appelé TRP-4. Son équipe a ensuite utilisé des techniques de biologie moléculaire pour ajouter le canal TRP-4 à des neurones habituellement insensibles aux ultrasons, les activant ainsi et influençant le comportement des vers. Le laboratoire a exploité le succès initial de leur approche pour développer une nouvelle approche. subvention de l'initiative Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) des National Institutes of Health (NIH) pour explorer d'autres canaux moléculaires susceptibles d'être ciblés par ultrasons. L'équipe a également démontré l'efficacité de la technique sur un modèle murin.
Avant le développement de la sonogénétique, les scientifiques utilisaient un outil appelé optogénétique pour stimuler les neurones par la lumière. Si l'optogénétique demeure un outil précieux pour la recherche en neurosciences, cette approche présente certaines limites thérapeutiques.
« Avec l'optogénétique, il faut implanter chirurgicalement une sonde ou un dispositif électroluminescent dans ou à proximité immédiate du tissu ciblé », explique Yusuf Tufail, chercheur au laboratoire Chalasani. « Avec la sonogénétique, la chirurgie est superflue, car les composants génétiques qui rendent les neurones sensibles aux ultrasons peuvent être administrés par des virus thérapeutiques, puis la stimulation ultrasonore est appliquée depuis l'extérieur du corps, comme lors d'une échographie de grossesse. »
L'équipe cherche désormais à identifier d'autres protéines capables de réagir aux ultrasons, mais qui, au lieu d'activer les neurones, inhiberaient les cellules. Les méthodes permettant à la fois d'inhiber et d'activer les neurones de manière non invasive offrent un potentiel thérapeutique considérable.
« La sonogénétique est une approche prometteuse qui pourrait potentiellement traiter différentes affections neurologiques sans avoir à implanter d'électrodes invasives chez les patients », explique Corinne Lee-Kubli, chercheuse associée au laboratoire Chalasani. « La maladie de Parkinson, les douleurs neuropathiques, le syndrome de stress post-traumatique (SSPT) et les troubles du mouvement, comme la paralysie, pourraient théoriquement bénéficier d'une approche sonogénétique. »
Grâce à ce nouveau soutien, l’équipe construira de nouveaux instruments sur mesure pour développer et évaluer la technologie.
Chalasani ajoute : « Nous sommes ravis des résultats obtenus. Nous sommes enthousiasmés par les perspectives de cette technologie, qui, selon nous, pourrait révolutionner les neurosciences et la médecine. »
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