La manipolazione dei circuiti neurali

 

Immagine al microscopio elettronico che mostra particelle di ossido di ferro all'interno di una "bolla" di liposomi.

(MIT)

Gli scienziati hanno sviluppato "nanoparticelle magnetiche" in grado di modulare a distanza i circuiti neurali

di Daniel Duan dal sito web  LabRoots

Attualmente, i ricercatori delle neuroscienze fanno molto affidamento su procedure invasive per stimolare e registrare l'attività neurale degli animali da esperimento.

Un team di scienziati del MIT ha costruito un tipo di nanoparticella magnetica sensibile al calore in grado di fornire stimolanti chimici in profondità nei tessuti cerebrali e rilasciarli su richiesta, fornendo un nuovo mezzo per modulare a distanza i comportamenti dei soggetti del test. Le particelle liposomiali sono minuscole strutture simili a bolle spesso costituite da doppi strati di fosfolipidi.

Grazie alla loro biocompatibilità, capacità di intrappolare una varietà di molecole piccole e grandi e versatilità nell'adottare un'ampia gamma di proprietà fisico-chimiche e biologiche, i liposomi sono un vettore popolare nella scienza biomedica, in grado di fornire qualsiasi cosa, dal DNA plasmidico per l'editing genetico, a chemio-agenti citotossici nella terapia del cancro.

Le nanoparticelle magnetiche (MNPs) possono essere prodotte aggiungendo ossido di ferro a queste bolle lipidiche.

Non sono solo un buon agente di contrasto nelle scansioni di risonanza magnetica (MRI), ma anche un veicolo perfetto per indurre l'ipertermia magnetica, una tecnica ampiamente utilizzata nel trattamento oncologico.

 

In una procedura tipica, una preparazione colloidale fatta di composti di ossido di ferro su scala nanometrica viene iniettata direttamente nella vena che alimenta un tumore.

Le particelle colloidali si riscaldano dopo l'esposizione a un campo magnetico alternato ad alta frequenza, che consente loro di "cuocere" e alla fine uccidere i tessuti cancerosi all'interno del tumore.

Per lo studio del comportamento e delle neuroscienze, gli scienziati usano spesso elettrodi di registrazione per attivare la stimolazione cerebrale profonda (DBS).

La DBS, che prevede il posizionamento di elettrodi stimolanti in profondità nel cervello di un soggetto, è efficace nel trattamento di disturbi neurodegenerativi come il morbo di Parkinson e il tremore essenziale.

Il team del MIT mirava a sviluppare un'alternativa molto più delicata per sostituire questa procedura invasiva.

Hanno utilizzato un cosiddetto approccio magnetogenetico, essenzialmente distribuendo MNP che attraversano la barriera emato-encefalica (BBB) ​​nella regione cerebrale mirata e utilizzando l'energia termica generata dall'ipertermia magnetica per rilasciare stimolanti chimici incapsulati all'interno di queste bolle lipidiche. Nello studio, hanno osservato il calore generato in prossimità dei loro MNP in presenza di campi magnetici alternati.

Circa 20 secondi dopo, quando le particelle liposomiali hanno raggiunto una temperatura di 42° Celsius (107,6° F), le molecole di farmaco intrappolate sono state viste fuggire dall'MNP termicamente sensibile.

Gli autori sperano che il loro approccio magnetogenetico innovativo possa un giorno rivoluzionare il modo in cui i ricercatori di neuroscienze modulano e studiano i circuiti neurali intrinseci.

Quest'ultima ricerca (Modulazione chemomagnetica controllata a distanza di circuiti neurali mirati) è pubblicata sulla rivista Nature Nanotechnology.   

Vuoi saperne di più sull'uso dell'ipertermia magnetica nel trattamento del cancro?

Guarda questo video qui sotto da Nanoprobes Inc.:

 

 

Pubblicato sul sito web https://www.bibliotecapleyades.net/

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