Nanopartículas ativadas por luz controlam neurónios em tempo real
Cientistas internacionais desenvolveram uma nova tecnologia que usa nanopartículas para manipular e controlar células do cérebro e do coração. Uma vez no local onde devem atuar, basta aquecer as nanopartículas usando luz, para que estas controlem as células.
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“Nós mostrámos que podemos inibir a atividade desses neurónios e interromper o seu disparo, não apenas ligando e desligando, mas de forma gradual”, explicou o professor Srikanth Singamaneni, da Universidade de Washington, nos Estados Unidos.
“Ao controlar a intensidade da luz, podemos controlar a atividade elétrica dos neurónios. Assim que interrompemos a luz, reverter o processo, sem nenhum dano”, acrescentou.
E, em princípio, a inovação poderá ser usada para outros tipos de células excitáveis, o que torna esta uma ferramenta única, a que os cientistas chamam de neuroengenharia.
A única forma de fazer algo similar atualmente é recorrendo à optogenética, uma técnica que também usa luz, mas depende de alterações genéticas nas células a serem manipuladas, o que torna difícil que venha a ser usada diretamente em seres humanos - a optogenética já é largamente utilizada em estudos científicos em cobaias.
A tecnologia não-invasiva inibe a atividade elétrica dos neurónios usando nanopartículas de polidopamina (PDA) e luz infravermelha.
As nanopartículas de PDA, carregadas negativamente, ligam-se seletivamente aos neurónios, absorvem a luz infravermelha, que as faz aquecer, e esse calor é transferido por difusão para os neurónios, inibindo a sua atividade elétrica.
Além da sua capacidade de converter de forma eficiente a luz em calor, as nanopartículas de PDA são biocompatíveis e biodegradáveis, o que as torna uma ferramenta útil para uso em testes in vitro e in vivo no futuro, já que as nanopartículas desaparecerão no organismo depois de cumprirem a sua tarefa.
Agora, a equipa está a estudar como diferentes tipos de neurónios respondem ao processo de estimulação térmica para obter um controlo mais seletivo em cada parte do organismo.