22 de outubro de 2018
Equipe Salk leva tecnologia pioneira de sonogenética
para o próximo nível com prêmio de $ 750,000
Equipe Salk leva tecnologia pioneira de sonogenética para o próximo nível com prêmio de $ 750,000
LA JOLLA—A tecnologia emergente de sonogenética— uma técnica em que as células são controladas pelo som — oferece o potencial de um dia substituir drogas farmacêuticas ou tratamentos cirúrgicos invasivos para condições neurológicas como epilepsia, doença de Parkinson ou transtorno de estresse pós-traumático.
O cientista do Instituto Salk, pioneiro na ideia de usar ondas ultrassônicas para estimular neurônios e cunhou o termo “sonogenética”, participará do programa ElectRx da Defense Advanced Research Projects Agency, com o objetivo de levar o trabalho de seu laboratório para o próximo nível com US$ 750,000 em novos financiamentos.
“Iniciamos este projeto há cerca de seis anos, quando trouxemos o ultrassom para o laboratório para estudar um sistema biológico”, diz Salk Associate Professor Sreekanth Chalasani, o investigador principal da concessão. “Queríamos saber se o ultrassom poderia estimular o comportamento do nematóide – um organismo simples cujo circuito neurológico básico tem semelhanças com o nosso – e, surpreendentemente, descobrimos que sim.”
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Crédito: Salk Institute
Em 2012, Chalasani recebeu um Salk Innovation Grant para explorar sua ideia de engenharia genética de neurônios no verme para responder a ondas sonoras. Ele demonstrou pela primeira vez a técnica em nematóides em 2015, mostrando que as ondas de ultrassom de baixa intensidade que se propagam nos vermes causaram um canal molecular quimicamente sensível chamado TRP-4 para abrir e ativar as células cerebrais. Sua equipe então usou técnicas de biologia molecular para adicionar o canal TRP-4 a neurônios que normalmente não reagem ao ultrassom, ativando-os com sucesso e influenciando o comportamento dos vermes. O laboratório alavancou o sucesso inicial de sua abordagem em um subsídio do National Institutes of Health's (NIH) Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) Initiative para explorar canais moleculares adicionais que podem ser direcionados com ultrassom. A equipe também mostrou que a técnica funciona em um modelo de camundongo.
Antes do desenvolvimento da sonogenética, os cientistas usavam uma ferramenta chamada optogenética para estimular neurônios com luz. Embora a optogenética continue a ser uma ferramenta altamente valiosa para a pesquisa em neurociência, a abordagem tem algumas limitações terapêuticas.
“Com a optogenética, você precisa implantar cirurgicamente algum tipo de sonda ou dispositivo emissor de luz no tecido que está mirando ou muito perto dele”, diz Yusuf Tufail, pesquisador do laboratório Chalasani. “Mas com sonogenética, você não precisa de cirurgia, porque os componentes genéticos que tornam os neurônios sensíveis ao ultrassom podem ser entregues por meio de vírus terapêuticos e, em seguida, a estimulação do ultrassom é aplicada de fora do corpo, como um ultrassom de gravidez”.
Agora, a equipe pretende procurar proteínas adicionais que respondam ao ultrassom – mas, em vez de ativar os neurônios, essas proteínas inibiriam as células. Métodos para inibir de forma não invasiva e ativar neurônios têm imenso potencial para terapias.
“A sonogenética é uma maneira muito empolgante pela qual poderíamos tratar diferentes condições neurológicas sem a necessidade de implantar eletrodos invasivos em pacientes”, diz Corinne Lee-Kubli, pesquisadora associada do laboratório Chalasani. “Doença de Parkinson, dor neuropática, TEPT e distúrbios do movimento, como paralisia, poderiam teoricamente se beneficiar de uma abordagem sonogenética.”
Com esse novo suporte, a equipe criará novos instrumentos personalizados para desenvolver e avaliar a tecnologia.
Acrescenta Chalasani, “Estamos entusiasmados com os resultados que obtivemos. Estamos entusiasmados com as perspectivas dessa tecnologia, que achamos que pode revolucionar os campos da neurociência e da medicina”.
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O Instituto Salk é um instituto de pesquisa independente e sem fins lucrativos, fundado em 1960 por Jonas Salk, criador da primeira vacina segura e eficaz contra a poliomielite. A missão do Instituto é impulsionar pesquisas fundamentais, colaborativas e inovadoras que abordem os desafios mais urgentes da sociedade, incluindo câncer, Alzheimer e resiliência agrícola. Essa ciência fundamental sustenta todos os esforços translacionais, gerando conhecimento que possibilita o desenvolvimento de novos medicamentos e inovações em todo o mundo.
