Gaixotasunean ondo zuzendutako jaurtiketak

Koronabirusaren eta haren infekzioaren aurkako sendabide eta txerto eraginkor baten bila gabiltza. Momentuz, ez dugu eraginkortasun frogatua duten sendagairik. Hala ere, bada gaixotasunei aurre egiteko beste modu bat, biologia eta medikuntza baino teknologiaren munduari lotua...

1998an, alegia. esploratzaile amerikar batek, Kevin Tracy (1), arratoiekin egindako esperimentuak, ez zen loturarik ikusi gorputzeko nerbio vagoaren eta sistema immunearen artean. Konbinazio hori ia ezinezkotzat jotzen zen.

Baina Tracy ziur zegoen existentziaz. Eskuko bulkada elektrikoaren estimulatzaile bat konektatu zuen animaliaren nerbioari eta behin eta berriz "tiro" batekin tratatu zuen. Ondoren, arratoiari TNF (tumor necrosis factor) eman zion, animalien zein gizakien hanturarekin lotutako proteina. Animalia ordubeteren buruan hantura handia izan behar zuen, baina aztertuta TNF %75ean blokeatuta zegoela ikusi zen.

Kontuan izan zen nerbio-sistemak ordenagailu-terminal gisa jokatzen zuela, eta horrekin infekzioa saihestu dezakezu hasi baino lehen edo garapena geldiarazi dezakezu.

Nerbio-sistemari eragiten dioten bulkada elektriko behar bezala programatuak gaixoaren osasunari axolagabe ez zaizkion sendagai garestien ondorioak ordezkatu ditzake.

Gorputzeko urrutiko agintea

Aurkikuntza honek izeneko adar berri bat ireki zuen bioelektronika, gorputza estimulatzeko gero eta miniaturazko irtenbide tekniko gehiago bilatzen ari dena, arretaz planifikatutako erantzunak sorrarazteko. Teknika hastapenetan dago oraindik. Horrez gain, zirkuitu elektronikoen segurtasunari buruzko kezka handiak daude. Hala ere, farmakoekin alderatuta, abantaila handiak ditu.

2014ko maiatzean, Tracyk hori esan zion New York Times egunkariari teknologia bioelektronikoek arrakastaz ordezkatu dezakete farmazia-industria eta askotan errepikatu du azken urteotan.

Berak sortu zuen enpresak, SetPoint Medical (2), duela bi urte Bosnia eta Herzegovinako hamabi boluntario talde bati aplikatu zion terapia berria lehen aldiz. Seinale elektrikoak igortzen dituzten nerbio vago estimulatzaile txikiak ezarri zaizkie lepoan. Zortzi pertsonetan, proba arrakastatsua izan zen - mina akutua baretu zen, hanturazko proteina maila normala itzuli zen eta, batez ere, metodo berriak ez zuen bigarren mailako efektu larririk eragin. TNF-aren maila %80 inguru murriztu zuen, guztiz desagerrarazi gabe, farmakoterapiarekin gertatzen den bezala.

2. Txip bioelektronikoa SetPoint Medical

2011n, laborategiko ikerketen ondoren, SetPoint Medical-ek, GlaxoSmithKline farmazia konpainiak inbertitu zuen, gaixotasunei aurre egiteko nerbio-estimulatzaileen inplanteen saiakuntza klinikoak hasi zituen. Nerbio bagoari lotutako lepoan 19 cm-tik gorako inplanteak zituzten ikerketako pazienteen bi heren hobekuntza, mina eta hantura murriztu ziren. Zientzialariek diote hori hasiera besterik ez dela, eta beste gaixotasun batzuen estimulazio elektrikoaren bidez tratatzeko asmoa dute, hala nola, asma, diabetesa, epilepsia, antzutasuna, obesitatea eta baita minbizia ere. Noski, baita COVID-XNUMX bezalako infekzioak ere.

Kontzeptu gisa, bioelektronika sinplea da. Laburbilduz, gorputzari errekuperatzeko esaten dioten seinaleak transmititzen dizkio nerbio-sistemari.

Hala ere, beti bezala, arazoa xehetasunetan dago, interpretazio zuzena eta nerbio-sistemaren hizkuntza elektrikoaren itzulpena. Segurtasuna beste kontu bat da. Azken finean, sare batera haririk gabe konektatutako gailu elektronikoez ari gara (3), hau da, -.

Berak hitz egiten duen bitartean Anand Ragunatan, Purdue Unibertsitateko ingeniaritza elektriko eta informatikoko irakaslea, bioelektronikak "norbaiten gorputzaren urrutiko kontrola ematen dit". Hau ere proba serioa da. miniaturizazioa, datu kopuru egokiak lortzeko aukera emango luketen neurona-sareetara modu eraginkorrean konektatzeko metodoak barne.

Haririk gabe komunikatzen diren 3Brain inplanteak

Bioelektronika ez da nahastu behar biozibernetika (hau da, zibernetika biologikoa), ezta bionikarekin ere (biozibernetikatik sortu zena). Diziplina zientifiko bereiziak dira. Haien izendatzaile komuna ezagutza biologiko eta teknikoaren erreferentzia da.

Optikoki aktibatutako birus onen inguruko eztabaida

Gaur egun, zientzialariek nerbio-sistemarekin zuzenean komunika daitezkeen inplanteak sortzen ari dira, hainbat osasun arazori aurre egin nahian, minbizitik hasi eta katarro arruntera arte.

Ikertzaileek arrakasta izango balute eta bioelektronika zabalduko balitz, milioika pertsona egunen batean nerbio-sistemara konektatutako ordenagailuekin ibiltzeko gai izan daitezke.

Ametsen esparruan, baina ez guztiz irrealistak, badaude, adibidez, seinale elektrikoak erabiliz, halako koronavirus baten “bisita” gorputzean berehala antzematen duten abisu goiztiar sistemak eta hara zuzentzen dituzten armak (farmakologikoak edo are nanoelektronikoak). . erasotzailea sistema osoa erasotzen duen arte.

Ikertzaileak aldi berean ehunka mila neuronaren seinaleak ulertuko dituen metodo bat aurkitzeko borrokan ari dira. Erregistro eta analisi zehatzak ezinbestekoak dira bioelektronikarakohorrela, zientzialariek pertsona osasuntsuetan oinarrizko neurona-seinaleen eta gaixotasun jakin bat duen pertsona batek sortutako seinaleen arteko inkoherentziak identifikatu ditzakete.

Seinale neuronalak erregistratzeko ohiko ikuspegia barnean elektrodoak dituzten zunda txikiak erabiltzea da, izenekoa. Prostatako minbiziaren ikertzaile batek, adibidez, sagu osasuntsu batean prostatakoarekin lotutako nerbio bati besarkadak lo ditzake eta jarduera erregistratu. Gauza bera egin liteke prostatako tumore gaiztoak sortzeko genetikoki eraldatua izan den izaki batekin. Bi metodoen datu gordinak alderatuz gero, minbizia duten saguetan nerbio-seinaleak zenbatekoak diren zehaztuko dugu. Datu horietan oinarrituta, seinale zuzentzaile bat minbizia tratatzeko gailu bioelektroniko batean programatu liteke.

Baina desabantailak dituzte. Gelaxka bat bakarrik hauta dezakete aldi berean, beraz, ez dute datu nahikoa biltzen argazki orokorra ikusteko. Berak hitz egiten duen bitartean Adam E. Cohen, Harvardeko kimika eta fisikako irakaslea, "opera lasto baten bidez ikusten saiatzea bezalakoa da".

Cohen, hazten ari den arlo batean aditua deitzen da optogenetika, kanpoko adabakien mugak gaindi ditzakeela uste du. Bere ikerketak optogenetika erabiltzen saiatzen da gaixotasunaren lengoaia neuronalak deszifratzeko. Arazoa da jarduera neuronala ez datorrela neurona indibidualen ahotsetatik, elkarren artean jarduten duten orkestra oso batetik baizik. Banan-banan ikusteak ez dizu ikuspegi holistikorik ematen.

Optogenetika 90eko hamarkadan hasi zen zientzialariek jakin zutenean bakterioetan eta algetan opsina izeneko proteinek elektrizitatea sortzen dutela argiaren eraginpean. Optogenetikak mekanismo hau erabiltzen du.

Opsinaren geneak kalterik gabeko birus baten DNAn sartzen dira, eta gero subjektuaren garunean edo nerbio periferikoan injektatzen da. Birusaren sekuentzia genetikoa aldatuz, ikertzaileek neurona espezifikoetara bideratzen dute, hala nola, hotza edo mina sentitzearen arduradunak, edo ekintza edo jokabide jakin batzuen erantzule diren garuneko eremuak.

Ondoren, zuntz optiko bat sartzen da larruazalean edo garezurretik, eta honek bere puntatik birusa dagoen tokira igortzen du argia. Zuntz optikoko argiak opsina aktibatzen du, eta, aldi berean, karga elektriko bat eramaten du neurona "argitzea" eragiten duena (4). Horrela, zientzialariek saguen gorputzaren erreakzioak kontrola ditzakete, aginduz loa eta erasoak eraginez.

4. Argiak kontrolatzen duen neurona

Baina zenbait gaixotasunetan parte hartzen duten neuronak aktibatzeko opsinak eta optogenetika erabili aurretik, zientzialariek gaixotasunaren erantzule diren neurona ez ezik, gaixotasunak nerbio-sistemarekin nola elkarreragiten duen zehaztu behar dute.

Ordenagailuek bezala, neuronek hitz egiten dute hizkuntza bitarra, haien seinalea piztuta edo itzalita dagoen kontuan hartuta hiztegi batekin. Aldaketa horien ordenak, denbora tarteak eta intentsitateak zehazten du informazioa transmititzeko modua. Hala ere, gaixotasun batek bere hizkuntzan hitz egiten duela kontuan hartu badaiteke, interprete bat behar da.

Cohen eta bere lankideek uste zuten optogenetikak kudeatu zezakeela. Beraz, prozesua alderantziz garatu zuten: neuronak aktibatzeko argia erabili beharrean, haien jarduera erregistratzeko argia erabiltzen dute.

Opsinak era guztietako gaixotasunak tratatzeko modu bat izan liteke, baina zientzialariek seguruenik erabiltzen ez dituzten gailu bioelektronikoak garatu beharko dituzte. Genetikoki eraldatutako birusak erabiltzea onartezina bihurtuko da agintarientzat eta gizartearentzat. Gainera, opsin metodoa gene-terapian oinarritzen da, oraindik ez baitu arrakastarik lortu saiakuntza klinikoetan, oso garestia da eta osasun-arrisku larriak dituela dirudi.

Bi alternatiba aipatzen ditu Cohenek. Horietako bat opsinen antzera jokatzen duten molekulei lotuta dago. Bigarrenak RNA erabiltzen du opsina antzeko proteina batean bihurtzeko, ez duelako DNA aldatzen, beraz, ez dago terapia genetiko arriskurik. Hala ere arazo nagusia eremuan argia ematea. Garuneko inplanteetarako diseinuak badaude barneratutako laser batekin, baina Cohenek, adibidez, egokiagoa ikusten du kanpoko argi iturriak erabiltzea.

Epe luzera, bioelektronikak (5) gizateriak dituen osasun arazo guztien konponbide integrala agintzen du. Momentu honetan oso eremu esperimentala da.

Hala ere, dudarik gabe, oso interesgarria da.