Ahli biologi menunjukkan stimulator optik jantung pada lalat

Ahli biologi berhasil membuat stimulator optogenetik jantung yang memengaruhi kontraksi jantung dengan pulsa laser. Deskripsi percobaan sukses yang dilakukan pada lalat Drosophila muncul minggu ini di jurnal Science Advances.

Stimulan jantung klasik bekerja dengan mengirimkan impuls listrik ke sel-sel organ. Di bawah pengaruh impuls, sel berkontraksi, dan dengan demikian irama detak jantung yang konstan dipertahankan. Dalam percobaan ini, para ilmuwan menggunakan pencapaian bidang ilmu yang relatif baru, optogenetika .

Dalam optogenetika, untuk merangsang sel (terutama ahli biologi yang berurusan dengan neuron), mereka secara genetik dimodifikasi, memaksa sel untuk menghasilkan protein khusus - saluran ion yang memungkinkan ion untuk melakukan perjalanan melalui membran sel. Karena adanya protein ini, sel-sel mulai merespons cahaya.

Pada awal pengembangan optogenetika, hewan percobaan harus memasukkan serat ke dalam tubuh untuk memasok pulsa cahaya ke wilayah yang diinginkan. Tahun ini, para ilmuwan Amerika telah mengembangkan implan mikroskopis nirkabel yang dilengkapi dengan modul radio dan LED. Mereka dapat dinyalakan dan dimatikan dengan kontrol eksternal.

Dalam percobaan kami, trik seperti itu tidak diperlukan. Lalat Drosophila dipersiapkan secara genetik agar jantung mereka merespons cahaya, dan stimulasi dilakukan oleh pulsa laser yang menembus rangka luar pada perut lalat. Dalam perjalanan percobaan, ditemukan bahwa ketika pulsa laser diterapkan pada frekuensi 10 Hz, jantung kembung berdenyut sepenuhnya sesuai dengan pulsa yang disediakan.


Dalam video itu, detak jantung terbang secara independen dan di bawah pengaruh pulsa laser

Chao Zhou [ dari Chao of Zhou ], seorang asisten profesor bioteknologi di Universitas Lihayskogo, yang memimpin pekerjaan itu, mengatakan bahwa alat pacu jantung optik ada sejumlah keunggulan dibandingkan tradisional. Misalnya, stimulator optik tidak perlu ditanamkan. Kerjanya hanya pada set sel tertentu, sementara listrik dapat mempengaruhi jaringan di sekitarnya.

Studi serupa telah berhasil dilakukan pada makhluk biolog favorit lainnya - ikan zebra dan tikus. Namun, dalam kasus ikan, paparan hanya mungkin pada tahap embrio, dan pada tikus, ketika dada dibuka. Dalam hal ini, stimulasi non-invasif ditunjukkan di laboratorium.


Peneliti Amerika Seymour Benzer memegang model Drosophila,

karena dalam kasus lalat Drosophila dimungkinkan untuk mempengaruhi mereka pada semua tahap perkembangan, ini memungkinkan para ilmuwan untuk menguji hipotesis yang menarik. Misalnya, dengan mempelajari lalat yang ditetaskan secara khusus dengan kecenderungan terkena serangan jantung, Anda dapat mengetahui apakah langkah embrio yang sedang berkembang akan memengaruhi peningkatan situasi detak jantung pada lalat dewasa.

Tentu saja, teknologi seperti itu belum diadaptasi untuk eksperimen manusia. Anda harus terus menanamkan stimulator secara bedah, atau mengembangkan sistem di mana sel-sel akan merespon radiasi di bagian inframerah dekat spektrum (mampu menembus jaringan). Benar, untuk ini perlu dicari cara memfokuskan radiasi ini agar tidak tersebar di jaringan. Tapi Zhou yakin tidak ada yang mustahil.


Alat pacu jantung implan pertama di dunia dari Siemens Elema,

alat pacu jantung pertama mulai digunakan pada 1950-an. Prototipe pertama terletak di luar tubuh, dan menerima daya melalui kabel.

Source: https://habr.com/ru/post/id385175/