Styring av celler med lys - Nye terapeutiske tilnærminger for alvorlige sykdommer

Hvordan nerveceller kan slås på og av med lys

Å forstå sykdommer til den minste detalj, gjenkjenne dem tidligere og optimalisere terapier - dette ambisiøse målet har blitt tatt opp av medisinsk vitenskap om fotonikk. Lys er det sentrale elementet her. Optiske systemer i diagnose og behandling av sykdommer har allerede tatt et viktig sted. Et tysk forskergruppe er nå enda dypere i saken. Implantable probes bør optisk aktivere eller deaktivere cellefunksjoner. Forskerne vil påvirke mange sykdommer.

Denne "lyskontrollen" for celler åpner nye muligheter for diagnose og behandling av mange sykdommer. Forbundsdepartementet for utdanning og forskning (BMBF) har også bidratt med 1,4 millioner euro til prosjektet. Forskere ved Chemnitz University of Technology og University Medical Center Göttingen er betydelig involvert i utviklingen av det såkalte optogenetic cochlear implantatet, som ifølge forskerne åpner for enestående potensial innen medisinsk teknologi og nevrovitenskap.

Vitenskapen om optogenetikk har satt seg som mål å forstå og anerkjenne sykdommer på mikrobiologisk nivå. De cochleære implantatene er ment å påvirke kontrollen av nerveceller. (Bilde: sdecoret / fotolia.com)

Reisen i selvet

Spore og påvirke livsprosesser i celler og vev ned til molekylært nivå - en drøm om vitenskap. De implanterbare prober er et skritt nærmere oppfyllelsen av denne drømmen. Sondene tillater en lysstyrt kontroll av cellens aktivitet. Som en bryter som aktiveres av lys, kan nerveceller enkelt slås på eller av eller andre cellefunksjoner optisk aktivert.

Alternativet til hjerte- og hjernepacemakere

Prosedyren ligner i prinsippet den elektriske stimuleringen som brukes i hjerte- eller hjernepacemakeren. Lysstyringen av cochlear implantatet er mye mer presis. Implantatet gir mye mer presis kontroll over celleaktivitet.

Aktive og passive prober

Forskerne ønsker å utvikle både aktive og passive prober som muliggjør implementering av optogenetikk i menneskekroppen. De "aktive sondene" skal være utstyrt med mikroskopiske mikro-LEDer montert på fleksible støtter. I tilfelle av de "passive prober" føres lyset inn i vevet ved hjelp av laserdioder via optiske polymerbølgeledere. Disse bølgelederprober har fordelen at sonden kan være videre fra stimuleringsstedet. Dette skaper mer frihet i valg av komponenter som må forbli operativt som et implantat i mange år i kroppen.

lys Lytt

Som en av de første prosjektene er det allerede utviklet en prototype for "lyssetting". Det er et optisk cochleært implantat for personer med alvorlig hørselstap. Dette implantatet settes inn i cochlea i det indre øret, hvor det stimulerer nervecellene ved hjelp av lysdiodene. Teamet rundt Prof. Dr. med. Ulrich Theodor Schwarz og Prof. Dr. med. Karla Hiller er betydelig ansvarlig for utviklingen av prober og miniatyriserte lyskilde-arrays og forventer å være klar for markedet snart. (Vb)