Kontrollerar celler med ljus - nya terapeutiska metoder för allvarliga sjukdomar

Hur nervceller kan slås på och av med ljus

Förstå sjukdomar till minsta detalj, erkänna dem tidigare och optimera terapier - detta ambitiösa mål har tagits upp av medicinsk vetenskap av fotonik. Ljus är det centrala elementet här. Optiska system vid diagnos och behandling av sjukdomar har redan tagit en viktig plats. Ett tyskt forskargrupp är nu ännu djupare in i frågan. Implantabla sonder bör optiskt aktivera eller avaktivera cellfunktioner. Forskarna vill påverka många sjukdomar.

Denna "ljuskontroll" för celler öppnar nya möjligheter vid diagnos och behandling av många sjukdomar. Förbundsministeriet för utbildning och forskning (BMBF) har också bidragit med 1,4 miljoner euro till projektet. Forskare vid tekniska universitetet Chemnitz och University Medical Center Göttingen är avgörande för utvecklingen av den så kallade optogenetic cochleaimplantat, som öppnade enligt forskare oöverträffad potential inom medicinteknik och neurovetenskap.

Vetenskapen om optogenetik har satt sig som mål att förstå och erkänna sjukdomar på mikrobiologisk nivå. De cochleära implantaten är avsedda att påverka kontrollen av nervceller. (Bild: sdecoret / fotolia.com)

Resan in i mig själv

Spåra och påverka livsprocesser i celler och vävnader ner till molekylär nivå - en dröm om vetenskap. De implanterbara sonderna är ett steg närmare att uppfylla denna dröm. Sonderna tillåter en ljusstyrd kontroll av cellernas aktivitet. Som en strömbrytare som aktiveras av ljus kan nervceller helt enkelt slås på eller av eller andra cellfunktioner som är optiskt aktiverade.

Alternativet till hjärt- och hjärnpacemakers

Förfarandet liknar i princip den elektriska stimulans som används i hjärt- eller hjärnpacemakern. Ljuskontrollen av det cochleära implantatet är mycket mer exakt. Implantatet möjliggör mycket mer exakt kontroll av cellaktivitet.

Aktiva och passiva sonder

Forskarna vill utveckla både aktiva och passiva sonder som möjliggör implementering av optogenetik i människokroppen. De "aktiva sonderna" bör vara utrustade med mikroskopiska mikro-LED-lampor monterade på flexibla bärare. I fallet med de "passiva sonderna" ledes ljuset in i vävnaden med laserdioder via optiska polymervågledare. Dessa vågledarprober har fördelen att sonden kan vara längre från stimuleringsstället. Detta skapar mer frihet vid valet av komponenter som måste förbli operationellt som ett implantat i många år i kroppen.

ljus Lyssna

Som ett av de första projekten har en prototyp för "lyssnande" redan utvecklats. Det är ett optiskt cochleärt implantat för personer med svår hörselnedsättning. Detta implantat sätts in i cochlea i inre örat, där det stimulerar nervcellerna med hjälp av lysdioderna. Teamet kring Prof. Dr. med. Ulrich Theodor Schwarz och Prof. Dr. med. Karla Hiller är signifikant ansvarig för utvecklingen av proberna och miniatyriserade ljuskälla-arrays och förväntar sig att vara redo för marknaden snart. (Vb)