Τετάρτη, 12 Νοεμβρίου 2014

Θα ρυθμίζουμε τα γονίδια μας με… τηλεπάθεια! Controlling genes with your thoughts!

Πρωτοποριακή μέθοδος κατευθύνει τα γονίδια μέσω εγκεφαλικών κυμάτων. Researchers have constructed the first gene network that can be controlled by our thoughts. Scientists have developed a novel gene regulation method that enables thought-specific brainwaves to control the conversion of genes into proteins (gene expression). The inspiration was a game that picks up brainwaves in order to guide a ball through an obstacle course. Thoughts control a near-infrared LED, which starts the production of a molecule in a reaction chamber. Credit: Martin Fussenegger et al., Copyright ETH Zurich

Ακούγεται βγαλμένο από επιστημονική φαντασία, αλλά ερευνητές στην Ελβετία ανέπτυξαν μια πρωτοποριακή μέθοδο, η οποία τους επιτρέπει να κατευθύνουν τη ρύθμιση των γονιδίων μέσω των εγκεφαλικών κυμάτων. Πρόκειται για μια εντυπωσιακή τεχνική ελέγχου των γονιδίων μέσω του νου, η οποία ακόμη βρίσκεται σε αρχικό στάδιο, αλλά θα μπορούσε να έχει σημαντικές επιπτώσεις στο μέλλον.

Η μέθοδος

Ερευνητές με επικεφαλής τον Μάρτιν Φουσενέγκερ, καθηγητή βιοτεχνολογίας και εμβιομηχανικής του Τμήματος Βιοσυστημάτων του Ομοσπονδιακού Ινστιτούτου Τεχνολογίας (ΕΤΗ) της Ζυρίχης, ανέπτυξαν μια μέθοδο που χρησιμοποιεί τα εγκεφαλικά κύματα της σκέψης για να ελέγξει την μετατροπή των γονιδίων σε πρωτεΐνες, δηλαδή τη λεγόμενη «έκφραση» των γονιδίων.

«Για πρώτη φορά μπορέσαμε να απομονώσουμε τα εγκεφαλικά κύματα, να τα μεταφέρουμε ασύρματα σε ένα δίκτυο γονιδίων και, στη συνέχεια, να ρυθμίσουμε την έκφραση ενός γονιδίου ανάλογα με το είδος της σκέψης. Η ικανότητα να ελέγχουμε την έκφραση των γονιδίων μέσω της δύναμης της σκέψης, είναι ένα όνειρο που κυνηγούμε εδώ και πάνω από μια δεκαετία» δήλωσε ο Μάρτιν Φουσενέγκερ.

Η κάσκα

Protein production of genes in mice can be altered by human thought. In humans, the ability to regulate the expression of genes through thoughts alone could open up an entirely new avenue for medicine.

Η αξιοποίηση των εγκεφαλικών κυμάτων γίνεται με τη βοήθεια μιας ειδικής ηλεκτρονικής «κάσκας», που φοριέται στο κεφάλι και λειτουργεί ως συσκευή καταγραφής ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος. Τα εγκεφαλικά κύματα που «συλλαμβάνει» η συσκευή - κάσκα, αναλύονται και μετά μεταδίδονται με ασύρματο τρόπο μέσω Bluetooth σε μια ηλεκτρονική διάταξη, που γεννά ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο και η οποία εμφυτεύεται στο εσωτερικό του οργανισμού. Το εμφύτευμα περιέχει επίσης έναν ενσωματωμένο μικροσκοπικό λαμπτήρα LED, που εκπέμπει φως στο εγγύς υπέρυθρο τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

Ανάλογα με το τι σκέπτεται κανείς, τα εγκεφαλικά κύματά του καταλήγουν να ανάβουν ή να σβήνουν το φως του εμφυτεύματος, κάτι που, με τη σειρά του, ενεργοποιεί ή απενεργοποιεί τα γονίδια στα κύτταρα, με τελικό αποτέλεσμα αυτά να παράγουν περισσότερη ή λιγότερη από κάποια συγκεκριμένη πρωτεΐνη. Η πολύπλοκη αυτή οπτογενετική τεχνολογία δοκιμάστηκε με επιτυχία τόσο σε καλλιέργειες ανθρωπίνων κυττάρων στο εργαστήριο, όσο και σε πειραματόζωα (ποντίκια). Η πρωτεΐνη - στόχος που έπρεπε να ρυθμιστεί με τη σκέψη, ήταν η SEAP.

Τα ευρήματα

By thinking in a certain way, they were able to wirelessly turn on the gene chip (pictured), causing it to emit near infra-red LED light. This activated light-sensitive cells and triggered signals that turned on on the gene for a protein called Seap. Implanted into mice, the chip released the protein into the animals' bloodstreams. The findings are published in the journal Nature Communications.

Τα πειράματα έδειξαν ότι όσο πιο συγκεντρωμένοι ήσαν οι εθελοντές (π.χ. αν έκαναν διαλογισμό), τόσο μεγαλύτερη ήταν η ποσότητα της εν λόγω πρωτεΐνης, που καταγραφόταν στο αίμα των πειραματόζωων. Η χρήση του εγγύς (σχεδόν) υπερύθρου φωτός προτιμήθηκε, επειδή θεωρείται γενικά ότι δεν είναι επιβλαβές για τα ανθρώπινα κύτταρα, ενώ παράλληλα μπορεί να διεισδύσει βαθιά στους ιστούς και επιτρέπει την οπτική παρακολούθηση της λειτουργίας του εμφυτεύματος.

Όπως είπε ο Μάρτιν Φουσενέγκερ, στο μέλλον ίσως ένα τέτοιο εμφύτευμα ελεγχόμενο από τη σκέψη να μπορεί να θεραπεύσει νευρολογικές παθήσεις, όπως χρόνιους πονοκεφάλους, πόνους στη μέση, επιληψίες κ.α. Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Communications».