کنترل سیگنال‌های الکتریکی قلب به کمک ژنتیک نوری

تاریخ : ۲۱ آبان ۱۳۹۴

تعداد بازدید : ۲۱۸۷

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

دانشمندان با استفاده از ژنتیک نوری روشی را برای کنترل سیگنال‌های الکتریکی قلب ابداع کرده‌اند. در حالی که روش‌های فعلی تنها می‌توانند باعث ایجاد یا توقف این سیگنال‌ها شوند، روش جدید می‌تواند جهت‌گیری این امواج را کنترل کند.

آریتمی بیماری است که به نرخ ضربان‌های قلب مربوط می‌شود و در اثر آن ضربان قلب می‌تواند بسیار سریع، بسیار آرام، یا به صورت غیرمنظم باشد. آریتمی کشنده زمانی اتفاق می‌افتد که سیگنال الکتریکی که ضربان قلب را تنظیم می‌کند، منحرف شود.
برای نخستین بار دانشمندان دانشگاه استونی بروک( Stony Brook) و آکسفورد( Oxford) روشی را برای کنترل این سیگنال‌های الکتریکی با استفاده از ژنتیک نوری، روشی که از نور برای تغییر استفاده می‌کند، ابداع کرده‌اند. تا به حال این شاخه در حال توسعه ژنتیک نوری غالبا در علم اعصاب استفاده می‌شد. یافته‌های پژوهشگران این پروژه در نسخه آنلاین مجله Nature Photonics منتشر می‌شود.
در پزشکی امروز، ادوات برقی نظیر دستگاه تنظیم‌کننده ضربان قلب یا دستگاه شوک و داروهائی نظیر مسدود‌کننده‌های بتا، که برای جلوگیری از افزایش فعالیت قلب استفاده می‌شود تنها دو گزینه‌ای هستند که بیماران قلبی می‌توانند به کمک آنها سیگنال‌های الکتریکی را بررسی کنند،. هر چند آنها قلب را قادر می‌سازند که این امواج را ایجاد کنند یا متوقف سازند، ولی نمی‌توانند کنترل مناسبی بر روی سرعت و جهت این امواج اعمال کنند. این وضعیت می‌تواند با یک قایق مقایسه شود که می‌توان آن را حرکت داد یا متوقف کرد، ولی نمی‌توان جهت آن را عوض کرد. دانشمندان با استفاده از روش‌های ژنتیک نوری به یافتن راه‌هایی برای هدایت این امواج مبادرت کردند.
تیم پژوهشی در مقاله" کنترل بهینه امواج تحریکی در بافت‌های قلبی" نشان داده‌است که چگونه از ژنتیک نوری برای کنترل دقیق فعالیت میلیون‌ها سلول قلبی استفاده کرده‌است. ژنتیک نوری از اصلاح ژنتیکی استفاده می‌کند تا سلول‌ها را به نحوی تغییر دهد که آنها بتوانند توسط نور فعال شوند. این فناوری به طور عمده برای فعال‌سازی سلول‌های منفرد یا ایجاد سیگنال‌های الکتریکی که از یک سلول به سلول بعدی تحت عنوان" امواج تحریک" عمل می‌کنند، استفاده می‌شود.
دکتر گیل باب مولف اصلی از دانشگاه آکسفورد در مورد کاربردهای این روش اینگونه می‌گوید:« زمانی که یک بافت زخم در قلب وجود دارد یا تصلب بافت‌ها اتفاق می‌افتد، قسمتی از موج سرعتش کم می‌شود. این می‌تواند باعث ایجاد امواجی که به دور بافت می‌پیچند شود و تپشی بسیار سریعتر و کشنده در قلب به وجود آورد.. اگر ما بتوانیم این مارپیچ‌ها را کنترل کنیم، می‌توانیم از این اتفاق جلوگیری کنیم.» وی هم‌‌چنین به توانایی بالقوه ژنتیک نوری برای کنترل این امواج غیرعادی اشاره کرد. این تیم، با استفاده از روش‌های ژن‌درمانی، پروتئین‌های حساس به نور را به سلول‌های قلب تحویل دادند و برای نخستین بار در یک سیستم زنده، از یک سیستم تابش نور که توسط رایانه کنترل شده‌بود، استفاده کردند تا سرعت امواج قلبی، جهت آنها و حتی جهت‌گیری مارپیچ‌ها را کنترل کند.

منبع : http://biotechin.asia/2015/10/26/researchers-find-way-to-control-heart-waves-with-light/

نظر شما