O que é optogenética?
optogenética é o controle da ação celular usando uma combinação de técnicas genéticas e ópticas. Esse método começou com a descoberta de bioquímicos que produzem respostas celulares quando expostas à luz. Isolando os genes que codificam essas proteínas, os cientistas os usam para estimular respostas de luz em outras células vivas. O conhecimento adquirido pela optogenética fornece aos pesquisadores uma maior visão de vários processos de doença.
Na década de 1970, os cientistas descobriram que certos organismos produzem proteínas que controlam as cargas elétricas que normalmente passam pelas membranas celulares. Essas proteínas causaram intertação entre células quando expostas a certos comprimentos de onda da luz. Essas proteínas, comumente chamadas de proteínas G, são codificadas por um grupo de genes conhecidos como opsinas. Durante esse período, os pesquisadores descobriram que os bacterioroforhopsinas respondem à luz verde. Mais pesquisas descobriram outros membros da família Opsin, incluindo canalrodopsina e haloropodoppecado.
Durante a década de 2000 a 2010, os neurocientistas descobriram que é possível extrair genes de opsina e inserir -os em outras células vivas, que adquirem a mesma fotossensibilidade. Um dos métodos usados inicialmente envolveu a remoção de genes de opsina, combinando -os com um vírus benigno e inserindo -os em neurônios vivos em uma placa de Petri. Quando as células injetadas foram expostas a pulsos de luz verde, os neurônios responderam pela abertura dos canais de íons. Com os canais abertos, as células receberam um influxo de íons que causaram fluir uma corrente elétrica, iniciando a comunicação com outro neurônio. Os cientistas descobriram que outras proteínas G respondem a diferentes cores leves, inibindo ou aprimorando canais de íons de cálcio e liberação de epinefrina.
A pesquisa acabou progredindo da aplicação da optogenética a um pequeno grupo de células vivas ao uso de indivíduos mamíferos vivos. Apresentando o OpsiN Genes no cérebro de camundongos, as células começaram a produzir as proteínas G. Com essas proteínas G e fibra óptica, os cientistas foram capazes de controlar a taxa de disparo de neurônios. Eles também desenvolveram um método de conversão de uma pequena fibra óptica em um eletrodo para fornecer uma leitura elétrica da atividade celular. Essa interface do computador do cérebro permite que os pesquisadores avaliem e regularem grupos específicos de células em qualquer lugar do cérebro.
Combinando ressonância magnética (RM) e optogenética, os pesquisadores são capazes de mapear atividades e vias neurais dentro do cérebro. Ao explorar os meandros da função neurológica, os médicos entendem melhor o que constitui atividade cerebral normal e anormal. Ao contrário dos medicamentos e da eletroterapia, a optogenética permite a regulação de células e vias específicas. O conhecimento e a tecnologia obtidos da Optogenetics também permitem o controle da função de células cardíacas, linfócitos e insulina secretando células pancreáticas.