211service.com
Voor muizen, en misschien mannen, is pijn in een flits verdwenen
Sommige muizen piepten van de pijn toen onderzoekers een blauw licht op hun poten richtten. Andere muizen voelden helemaal niets als ze met hitte werden gezapt.
pijn relais : Een microfoto toont de zenuwuiteinden in de poot van een muis. De onderste afbeelding is een close-up van het gebied dat bovenaan is gemarkeerd.
In de nieuwste demonstratie van optogenetica, een veelzijdige maar complexe technologie voor het beheersen van zenuwcellen, heeft een onderzoeksteam van de Stanford University geschetst hoe patiënten die lijden aan chronische pijn op een dag verlichting kunnen vinden: simpelweg door een felle zaklamp op hun huid te drukken.
Patiënten zouden hun eigen vermogen kunnen krijgen om op verzoek een pijnblokkering te creëren, zegt Michael Kaplitt, een neurochirurg en wetenschappelijk directeur van Circuit Therapeutics, een drie jaar oude biotechnologische startup uit Palo Alto, Californië, die nu werkt aan een pijnbehandeling samen met enkele van de Stanford-wetenschappers.
Optogenetica is een baanbrekende technologie die wetenschappers precieze controle geeft over wat dieren voelen, hoe ze zich gedragen en zelfs wat ze denken. Het is gebaseerd op het aanpassen van het DNA van neuronen zodat ze signalen verzenden - of worden geblokkeerd om te vuren - als reactie op licht (zie Hersencontrole). De techniek is negen jaar geleden uitgevonden, deels in het laboratorium van Karl Deisseroth, een van de medeoprichters van Circuit en auteur van de nieuwe pijnstudie.
Tot dusverre was het meest opvallende gebruik van optogenetica het produceren van effecten direct in de hersenen van dieren, met behulp van licht dat via een geïmplanteerde glasvezelkabel naar binnen werd geleid. In een eerdere studie zorgde de groep van Deisseroth ervoor dat muizen angst voelden of onbevreesd werden (Een aan-uitschakelaar voor angst).
Circuit, dat nu 47 werknemers heeft, werkt aan de ontwikkeling van lichtbronnen en perfecte genetische hulpmiddelen om te profiteren van optogenetica. Kaplitt zegt dat het bedrijf naast zijn onderzoek naar pijn hoopt uit te vinden hoe ernstige psychiatrische aandoeningen kunnen worden behandeld met implantaten die licht naar de hersenen brengen.
Maar het beheersen van zenuwen buiten de hersenen zou gemakkelijker kunnen zijn. De gevoelige zenuwuiteinden, of nociceptoren, die waarschuwingen afgeven als reactie op hitte of druk, liggen slechts twee haarbreedten onder de menselijke huid en kunnen worden bestuurd door een helder handlicht. We hebben ingenieurs die nadenken over hoe zo'n apparaat eruit zou zien, zegt Kaplitt. Pijn is een perceptie. Dus het idee is om de perceptie ervan te stoppen.
In het laatste werk van de Stanford-groep, gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Biotechnologie , gebruikten ze eerst gentherapie om lichtgevoelige moleculen in de zenuwuiteinden in de huid van muizen te installeren. Elk dier werd vervolgens in een kleine plexiglazen kamer met een transparante vloer geplaatst.
Toen de onderzoekers blauw licht door de vloer schenen, deinsden de muizen terug, schreeuwden ze of likten ze langdurig aan hun pootjes, allemaal tekenen van pijn. Het team zou ook sensatie kunnen blokkeren. In die tests hadden muizen die baadden in geel licht dat ontworpen was om zenuwimpulsen te blokkeren, niet veel last van een band die in hun been kneep. Toen de onderzoekers hete infraroodstralen op hun poten richtten, reageerden ze traag.
Het werk bouwt voort op eerdere experimenten aan zowel Stanford als door onderzoekers van McGill University. De reden waarom dit artikel zo opwindend is, is dat het twee perspectieven biedt. Een daarvan is dat je in wezen zenuwen kunt in- en uitschakelen die naar believen pijn veroorzaken. De andere is dat ze het dier van buitenaf verlichtten en toch het effect kregen, zegt Kaplitt.
Pijn is de belangrijkste reden waarom mensen op zoek gaan naar dokters, waardoor ze $ 635 miljard per jaar aan gezondheidsuitgaven in de VS oplopen. Op dit moment kunnen artsen niet veel doen, en pijnstillers kunnen ongelukkige effecten hebben, waardoor gebruikers soms met een wazige geest of moeilijk te - versla verslavingen.
Er zijn nog genoeg obstakels voor een optogeneticabehandeling. Het kan moeilijk zijn om met licht de juiste zenuwcellen te bereiken. En het is gebaseerd op genmodificatie, zelf een experimentele technologie. Een decennium of meer van experimenten en studies liggen in het verschiet voordat er een behandeling beschikbaar is.
Circuit heeft geld ingezameld bij investeerders, waaronder Stanford en voormalige Google-executives David Jeske en Scott Hassan. Maar het is niet het enige bedrijf dat een pijnproduct ontwikkelt. MIT-onderzoeker Ed Boyden, mede-uitvinder van optogenetica aan Stanford, heeft een concurrerend bedrijf opgericht, Eos Neuroscience. Dat bedrijf werkt ook aan manieren om optogenetica te gebruiken om pijn te behandelen, zegt CEO Ben Matteo.