ソークの科学者が超音波を進歩させる
神経学的治療のための技術

2018 年 10 月 22 日

ソークの科学者が神経学的治療のための超音波技術を進歩させる

ソーク チームは 750,000 万ドルの賞金を獲得し、先駆的なソノジェネティクス技術を次のレベルに引き上げました。

2018 年 10 月 22 日

LA JOLLA—ラホヤの新興テクノロジー 音遺伝学音によって細胞を制御する技術は、てんかん、パーキンソン病、心的外傷後ストレス障害などの神経疾患に対する医薬品や侵襲的な外科的治療に代わる可能性を秘めています。

超音波を使ってニューロンを刺激するというアイデアの先駆者であり、「ソノジェネティクス」という用語を作ったソーク研究所の科学者は、国防高等研究計画局のElectRxプログラムに参加し、新たな資金750,000万ドルで研究室の研究を次のレベルに引き上げることを目指している。

「私たちはこのプロジェクトを約 XNUMX 年前に開始しました。そのとき、私たちは生物学的システムを研究するために初めて超音波を研究室に導入しました」とソーク准教授は言います。 スリーカント・チャラサニ、補助金の主任研究者。 「私たちは、超音波が線虫（基本的な神経回路が私たちと類似している単純な生物）の行動を刺激できるかどうかを知りたかったのですが、驚くべきことに、刺激できることが分かりました。」

2012 年、チャラサニ氏は、音波に反応するように線虫のニューロンを遺伝子操作するという彼のアイデアを研究するために、ソーク イノベーション助成金を受け取りました。 彼 2015年に線虫でこの技術を初めて実証した、線虫内に伝播する低強度の超音波が TRP-4 と呼ばれる化学的に敏感な分子チャネルを開いて脳細胞を活性化させることを示しました。 次に、彼のチームは分子生物学の技術を使用して、通常は超音波に反応しないニューロンにTRP-4チャネルを追加し、それらを活性化し、線虫の行動に影響を与えることに成功しました。 研究室は、彼らのアプローチの初期の成功を活用して、 国立衛生研究所 (NIH) の進歩的革新的ニューロテクノロジー (BRAIN) イニシアチブによる脳研究からの助成金 超音波でターゲットにできる追加の分子チャネルを探索します。 研究チームは、この手法がマウスモデルでも機能することも示した。

ソノジェネティクスが開発される前、科学者は光ジェネティクスと呼ばれるツールを使用して、光でニューロンを刺激していました。 光遺伝学は引き続き神経科学研究にとって非常に価値のあるツールですが、このアプローチには治療上の限界があります。

「光遺伝学では、標的とする組織内またはそのすぐ近くに、ある種のプローブまたは発光デバイスを外科的に埋め込む必要があります」と、チャラサニ研究室の研究科学者ユスフ・トゥファイル氏は言う。 「しかし、超音波遺伝学の場合、手術は必要ありません。なぜなら、ニューロンを超音波に敏感にする遺伝的要素を治療用ウイルスを介して送達することができ、妊娠超音波と同じように超音波刺激が体外から加えられるからです。」

現在、研究チームは超音波に反応するさらなるタンパク質を探索することを目指しているが、これらのタンパク質はニューロンを活性化するのではなく、細胞を抑制することになる。 ニューロンを非侵襲的に阻害するだけでなく活性化する方法には、治療法として計り知れない可能性があります。

「ソノジェネティクスは、患者に侵襲的に電極を埋め込むことなく、さまざまな神経学的症状を治療できる可能性がある非常に興味深い方法です」と、チャラサニ研究室の研究員であるコリン・リー・クブリ氏は言う。 「パーキンソン病、神経障害性疼痛、PTSD、麻痺などの運動障害は、理論的にはすべて音遺伝学のアプローチから恩恵を受ける可能性があります。」

この新たなサポートにより、チームは技術を開発し評価するための新しいカスタムメイドの機器を構築します。

Chalasani 氏は次のように付け加えます。「私たちは得られた結果に興奮しています。 私たちはこのテクノロジーの将来性に興奮しており、神経科学と医学の両方の分野に革命をもたらす可能性があると考えています。」