Sel Otak Sensitif Dikendalikan oleh Mikromagnet

Majalah Farmasetika – Teknik yang baru dikembangkan memungkinkan peneliti untuk mengaktifkan neuron dari jarak jauh dengan bantuan partikel magnetik mikroskopis.

Para ilmuwan di UCL telah mengembangkan teknik baru yang menggunakan partikel magnetik mikroskopis untuk mengaktifkan sel-sel otak dari jarak jauh; peneliti mengatakan penemuan pada tikus berpotensi mengarah pada pengembangan kelas baru terapi non-invasif untuk gangguan neurologis.

Diterbitkan di Advanced Science , teknik perintis yang disebut “stimulasi magnetomekanis” atau, memungkinkan sel glial otak sensitif sentuhan yang disebut astrosit dirangsang dengan perangkat magnetik di luar tubuh.

Partikel magnetik mikroskopis, atau mikromagnet, melekat pada astrosit, dan digunakan sebagai sakelar mekanis mini yang dapat “menghidupkan” sel ketika magnet kuat ditempatkan di dekat kepala.

Rekan penulis, Profesor Alexander Gourine (UCL Center for Cardiovascular and Metabolic Neuroscience) mengatakan: “Astrosit adalah sel berbentuk bintang yang ditemukan di seluruh otak. Mereka diposisikan secara strategis di antara pembuluh darah otak dan sel-sel saraf. Sel-sel ini menyediakan neuron dengan dukungan metabolik dan struktural penting, memodulasi aktivitas sirkuit saraf dan juga dapat berfungsi sebagai surveyor serbaguna dari lingkungan otak, disetel untuk merasakan kondisi insufisiensi metabolik potensial.

“Kemampuan untuk mengontrol astrosit otak menggunakan medan magnet memberi para peneliti alat baru untuk mempelajari fungsi sel-sel ini dalam kesehatan dan penyakit yang mungkin penting untuk pengembangan masa depan pengobatan baru dan efektif untuk beberapa gangguan neurologis umum, seperti epilepsi dan stroke.”

Penulis senior, Profesor Mark Lythgoe (UCL Center for Advanced Biomedical Imaging) mengatakan: “Karena astrosit sensitif terhadap sentuhan, menghiasinya dengan partikel magnetik berarti Anda dapat memberi sel dorongan kecil dari luar tubuh menggunakan magnet, dan dengan demikian, mengontrol fungsinya. Kemampuan untuk mengontrol astrosit dari jarak jauh ini menyediakan alat baru untuk memahami fungsinya dan mungkin memiliki potensi untuk mengobati gangguan otak.”

Dalam mengembangkan MMS, para ilmuwan di UCL mulai menciptakan teknik kontrol sel otak yang lebih relevan secara klinis. Ini kontras dengan alat penelitian lain yang ada, seperti optogenetika dan kemogenetik, yang membutuhkan gen asing untuk dimasukkan ke dalam sel otak, biasanya dengan bantuan virus. Kebutuhan untuk modifikasi genetik ini telah menjadi hambatan utama untuk terjemahan klinis dari metode yang ada.

Peneliti utama Dr. Yichao Yu (UCL Center for Advanced Biomedical Imaging) mengatakan: “Teknologi baru kami menggunakan partikel magnetik dan magnet untuk mengontrol aktivitas sel otak dari jarak jauh dan, yang penting, melakukan ini tanpa memasukkan perangkat atau gen asing apa pun ke dalam otak.

“Dalam studi berbasis laboratorium, kami melapisi partikel magnetik mikroskopis dengan antibodi yang memungkinkan mereka untuk mengikat secara khusus ke astrosit. Partikel-partikel itu kemudian dikirim ke wilayah otak target pada tikus melalui injeksi.

“Keuntungan lain menggunakan mikromagnet adalah mereka menyala pada pemindaian MRI sehingga kami dapat melacak lokasinya dan menargetkan bagian otak yang sangat khusus untuk mendapatkan kontrol fungsi otak yang tepat.”

Profesor Lythgoe, yang menerima Royal Society of Medicine Ellison–Cliffe Award 2021 untuk “kontribusinya dari ilmu dasar untuk kemajuan kedokteran”, menambahkan:

“Kami sangat senang dengan teknologi ini karena potensi klinisnya. Berbeda dengan metode yang ada, MMS memanfaatkan kepekaan yang luar biasa terhadap sentuhan sel-sel otak tertentu, oleh karena itu baik modifikasi genetik maupun implantasi perangkat tidak diperlukan. Hal ini menjadikan MMS kandidat yang menjanjikan sebagai terapi alternatif yang kurang invasif dibandingkan dengan teknik stimulasi otak dalam yang saat ini digunakan yang memerlukan penyisipan elektroda ke dalam otak.”

Referensi Jurnal :
Yu, Y., Payne, C., Marina, N., Korsak, A., Southern, P., García‐Prieto, A., Christie, I.N., Baker, R.R., Fisher, E.M., Wells, J.A., dan Kalber, T.L. 2021. Remote and Selective Control of Astrocytes by Magnetomechanical Stimulation. Advanced Science, p.2104194. doi.org/10.1002/advs.202104194