تکنیک« اپتوژنتیک» برای کنترل سیستم عصبی بومی سازی شد

مهر/ حمید لطیفی مجری طرح «کنترل سیستم‌های عصبی با استفاده از اپتوژنتیک» گفت: تکنیک اپتوژنتیک با تلفیق دو تکنیک اپتیک و ژنتیک، امکان مطالعه و کنترل عملکرد سلول‌های خاص در بافت‌های زنده را فراهم می‌کند از مزیت‌های این روش این است که روش‌های نوری در مقایسه با روش‌های الکتریکی و دارویی به دلیل برخورداری از سرعت، دقت بالاتر و آسیب رسانی کمتر ابزار مناسبی در مطالعات علوم اعصاب هستند.
وی افزود: سلول‌های عصبی در حالت طبیعی به نور حساس نیستند بنابراین با استفاده از تکنیک‌های ژنتیکی، یکسری کانال پروتئینی حساس به نور به نام پروتئین «اپسینی» در سیستم عصبی ایجاد شده که با استفاده از ابزارهای فیبرنوری با قابلیت کاشت در مغز حیوان، نور لیزر به ناحیه مورد نظر مغزی رسانده می‌شود.

لطیفی عنوان کرد: با اعمال پالس‌های لیزری در طول موج مشخص، کانال‌های یونی حساس به نور ایجاد شده در سیستم عصبی به نور پاسخ می‌دهند که در اثر این پاسخ، یکسری از کانال‌های یونی باز و یا بسته می‌شوند بنابراین تغییرات غلظت یونی در درون و بیرون سلول عصبی منجر به ایجاد سیگنال عصبی خواهد شد.

عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی گفت: در این طرح، پروتئین اپسینی «چانلروداپسین» با برهمکنش نور لیزر در طول موج ۴۷۰ نانومتر، کانال‌های سدیمی سیستم عصبی را فعال کرده و در نهایت منجر به فعال‌سازی سیستم عصبی می‌شود.
به گفته وی، این طرح بر روی موش صحرائی برای کنترل سیستم عصبی ( در حال حرکت و بیهوشی) پیاده سازی شده است.

ثبت سیگنال عصبی از تک نورون و درمان بیماری‌های عصبی
لطیفی بیان کرد: در حالت بیهوشی نیز با استفاده از ساخت «اپتورد» یا ثبت سیگنال الکتریکی بصورت همزمان بصورت همزمان، تحریک نوری و ثبت سیگنال الکتریکی از یک تک نورون انجام شد که با دستیابی به این تکنولوژی امکان مطالعه شبکه نورونی امکان پذیر می شود که می توان گفت از این تکنیک برای درمان بیماری‌های عصبی بهره برد.

بومی‌سازی تکنیک اپتوژنتیک در کشور
وی گفت: برای اولین بار، تکنیک اپتوژنتیک در داخل کشور توسط متخصصان لیزر پژوهشکده لیزر و پلاسما دانشگاه شهید بهشتی و متخصصان علوم اعصاب مرکز تحقیقات علوم اعصاب این دانشگاه بومی‌سازی شد.

لطیفی با بیان اینکه با توجه به اینکه تکنیک تحریک نوری سیستم‌های عصبی از اهمیت ویژه‌ای در پیشبرد علوم در مرز دانش را دارد، اظهار کرد: در حال حاضر کشورهایی از قبیل امریکا، کانادا، آلمان، روسیه و ژاپن به تکنیک اپتوژنتیک دسترسی دارند و ایران نیز با بومی‌سازی و توسعه این تکنیک در سطح بین‌المللی جایگاه ویژه‌ای خواهد یافت.

عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی درباره نتایج تحقیقات این پروژه گفت: در حال حاضر گروه اپتوژنتیک دانشگاه شهید بهشتی با دستیابی به این تکنیک در داخل کشور، و ایجاد تغییر ژنتیکی در سیستم عصبی و تحریک نوری، امکان کنترل سیستم عصبی حرکتی را به وجود می آورد.

وی تصریح کرد: با دستیابی به تکنیک بسته بندی «ژن‌های اپسینی» در ویروس و ساخت ابزارهای تحریک نوری و ثبت سیگنال الکتریکی بصورت همزمان (اپتورود) امکان مطالعه سیستم‌های عصبی و جود دارد که می‌توان با استفاده از نور لیزر یک فعالیت عصبی را فعال یا غیر فعال کرد.

لطیفی خاطر نشان کرد: آزمایشگاه اپتوژنتیک دانشگاه شهید بهشتی آماده خدمات‌دهی به سایر محققان در زمینه اپتوژنتیک است و امیدوار هستیم که بزودی سیستم‌های مدار بسته اپتوژنتیک و کنترل از راه دور حیوانات با استفاده از نور لیزر انجام شود.

به گفته لطیفی، در این سیستم‌های ابزارهای نوری جدیدی توسعه یافته که قابلیت میناتورسازی و کاشت بر روی جمجمه حیوان را دارند.
عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی درباره کاربردهای این فناوری بیان کرد: برای کاربردهای بالینی تکنیک اپتوژنتیک با میناتوری‌سازی، کلیه تجهیزات لیزری و الکترونیکی با قابلیت کاشت در بدن بیمار موثر می‌شود.
وی خاطرنشان کرد: در حال حاضر، تکنیک اپتوژنتیک در مدل‌های حیوانی کاربرد دارد و در آینده نزدیک برای درمان نارسائی و کنترل ضربان قلب، درمان ناشنوایی، نابینایی و همچنین در درمان بیماریهای عصبی از قبیل صرع، آلزایمر، پارکینسون کاربرد خواهد داشت.

لطیفی با اشاره به اینکه در چند سال اخیر با شکل‌گیری ستاد توسعه علوم شناختی معاونت علمی، تحولات چشمگیری در زمینه توسعه علوم اعصاب و هدفمند شدن طرح‌های تحقیقاتی صورت گرفته است، عنوان کرد: با توجه به اهمیت استفاده از نور در مطالعات سیستم‌های عصبی امید است با حمایت‌های گسترده‌تر در زمینه تسریع فرآیند تائید طرح‌های تحقیقاتی و تخصیص منابع مالی مناسب بتوان گام‌های ارزنده‌ای در زمینه کاربرد نور در علوم اعصاب بویزه توسعه ابزارهای نوری اپتوزنتیک برداشت و در مرزهای دانش حرکت کرد.