22 octobre 2018
L'équipe de Salk adopte une technologie de sonogénétique pionnière
au niveau supérieur avec un prix de 750,000 XNUMX $
L'équipe de Salk fait passer la technologie pionnière de la sonogénétique au niveau supérieur avec un prix de 750,000 XNUMX $
LA JOLLA—La technologie émergente de sonogénétique- une technique où les cellules sont contrôlées par le son - offre le potentiel de remplacer un jour les médicaments pharmaceutiques ou les traitements chirurgicaux invasifs pour des conditions neurologiques comme l'épilepsie, la maladie de Parkinson ou le trouble de stress post-traumatique.
Le scientifique de l'Institut Salk, qui a lancé l'idée d'utiliser des ondes ultrasonores pour stimuler les neurones et a inventé le terme "sonogénétique", participera au programme ElectRx de la Defense Advanced Research Projects Agency, visant à faire passer les travaux de son laboratoire au niveau supérieur avec 750,000 XNUMX $ de nouveau financement.
"Nous avons lancé ce projet il y a environ six ans, lorsque nous avons introduit pour la première fois l'échographie dans le laboratoire pour étudier un système biologique", explique le professeur agrégé Salk. Sreekanth Chalasani, le chercheur principal de la subvention. "Nous voulions savoir si les ultrasons pouvaient stimuler le comportement du nématode - un organisme simple dont les circuits neurologiques de base présentent des similitudes avec les nôtres - et, étonnamment, 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 génie génétique des neurones dans le ver pour répondre aux ondes sonores. Il a démontré pour la première fois la technique sur les nématodes en 2015, montrant que les 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 aux neurones qui ne réagissent généralement pas aux ultrasons, les activant avec succès et influençant le comportement des vers. Le laboratoire a tiré parti du succès précoce de son approche dans un subvention de l'initiative Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) des National Institutes of Health (NIH) pour explorer des canaux moléculaires supplémentaires qui pourraient être ciblés par ultrasons. L'équipe a également montré que la technique fonctionne dans un modèle de souris.
Avant le développement de la sonogénétique, les scientifiques utilisaient un outil appelé optogénétique pour stimuler les neurones avec de la lumière. Bien que l'optogénétique continue d'être un outil très précieux pour la recherche en neurosciences, l'approche présente certaines limites thérapeutiques.
"Avec l'optogénétique, vous devez implanter chirurgicalement une sorte de sonde ou de dispositif électroluminescent dans ou très près du tissu que vous ciblez", explique Yusuf Tufail, chercheur au laboratoire de Chalasani. "Mais avec la sonogénétique, vous n'avez pas besoin de chirurgie, car les composants génétiques qui rendent les neurones sensibles aux ultrasons peuvent être délivrés via des virus thérapeutiques, puis la stimulation par ultrasons est appliquée de l'extérieur du corps, tout comme une échographie de grossesse."
Maintenant, l'équipe vise à rechercher des protéines supplémentaires qui répondront aux ultrasons, mais plutôt que d'activer les neurones, ces protéines inhiberaient les cellules. Les méthodes permettant à la fois d'inhiber et d'activer les neurones de manière non invasive ont un potentiel thérapeutique immense.
"La sonogénétique est une manière très excitante de traiter différentes affections neurologiques sans avoir à implanter de manière invasive des électrodes chez les patients", déclare Corinne Lee-Kubli, associée de recherche au laboratoire de Chalasani. "La maladie de Parkinson, la douleur neuropathique, le SSPT et les troubles du mouvement, tels que la paralysie, pourraient théoriquement tous 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 que nous avons obtenus. Nous sommes enthousiasmés par les perspectives de cette technologie, qui, selon nous, pourrait révolutionner les domaines des neurosciences et de la médecine. »
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