Les biologistes ont démontré un stimulateur optique du cœur sur les mouches

Les biologistes ont réussi à créer un stimulateur optogénétique du cœur qui affecte les contractions cardiaques avec des impulsions laser. La description d'une expérience réussie menée sur des mouches drosophiles est apparue cette semaine dans la revue Science Advances.

Les stimulants cardiaques classiques fonctionnent en envoyant des impulsions électriques aux cellules d'un organe. Sous l'influence des impulsions, les cellules se contractent et donc un rythme constant du rythme cardiaque est maintenu. Dans cette expérience, les scientifiques ont utilisé les réalisations d'un domaine scientifique relativement nouveau, l' optogénétique .

En optogénétique, pour stimuler les cellules (principalement des biologistes traitant des neurones), elles sont génétiquement modifiées, forçant les cellules à produire des protéines spéciales - des canaux ioniques qui permettent aux ions de traverser la membrane cellulaire. En raison de la présence de ces protéines, les cellules commencent à répondre à la lumière.

Au tout début du développement de l'optogénétique, les animaux de laboratoire ont dû introduire des fibres dans le corps afin de fournir des impulsions lumineuses à la région d'intérêt. Cette année, des scientifiques américains ont développé des implants microscopiques sans fil équipés d'un module radio et d'une LED. Ils peuvent s'allumer et s'éteindre par contrôle externe.

Dans notre expérience, de telles astuces n'étaient pas nécessaires. Les mouches drosophiles ont été génétiquement préparées pour que leur cœur réagisse à la lumière, et la stimulation a été effectuée par des impulsions laser qui ont pénétré l'exosquelette sur l'abdomen de la mouche. Au cours de l'expérience, il a été constaté que lorsque des impulsions laser étaient appliquées à une fréquence de 10 Hz, les cœurs gonflés battaient en pleine conformité avec les impulsions fournies.


Dans la vidéo, le cœur bat à la fois indépendamment et sous l'influence des impulsions laser

Chao Zhou [ de Chao of Zhou ], professeur adjoint de bio-ingénierie à l'Université de Lihayskogo, qui a dirigé le travail, dit que les stimulateurs optiques ont un certain nombre d'avantages par rapport aux traditionnels. Par exemple, un stimulateur optique n'a pas besoin d'être implanté. Il n'agit que sur un certain ensemble de cellules, tandis que l'électricité peut affecter les tissus environnants.

Des études similaires ont déjà été menées avec succès sur d'autres créatures préférées des biologistes - le poisson zèbre et la souris. Cependant, dans le cas des poissons, l'exposition n'était possible qu'au stade de l'embryon, et chez la souris, lors de l'ouverture du coffre. Dans ce cas, une stimulation non invasive a été démontrée en laboratoire.


Le chercheur américain Seymour Benzer détient le modèle de la drosophile,

car dans le cas de la drosophile, il est possible de les influencer à tous les stades de développement, ce qui permet aux scientifiques de tester des hypothèses intéressantes. Par exemple, en étudiant des mouches spécialement éclos ayant une prédisposition aux crises cardiaques, on peut déterminer si la stimulation de l'embryon en développement affectera l'amélioration de la situation des battements cardiaques chez les mouches adultes.

Bien entendu, une telle technologie n'a pas encore été adaptée aux expériences humaines. Vous devrez soit continuer d'implanter le stimulateur chirurgicalement, soit développer un système dans lequel les cellules répondront au rayonnement dans la partie proche infrarouge du spectre (capable de pénétrer les tissus). Certes, pour cela, il sera nécessaire de comprendre comment focaliser ce rayonnement afin qu'il ne se diffuse pas dans les tissus. Mais Zhou est sûr qu'il n'y a rien d'impossible.


Le premier stimulateur cardiaque implantable au monde de Siemens Elema. Les

stimulateurs cardiaques ont commencé à être utilisés dans les années 1950. Le premier prototype était situé à l'extérieur du corps et était alimenté par les fils.

Source: https://habr.com/ru/post/fr385175/