La stimolazione elettrica cerebrale profonda (DBS) è un metodo consolidato per il trattamento dei disturbi motori nella malattia di Parkinson. Tuttavia, l'impianto di elettrodi nel cervello di una persona è un modo invasivo e impreciso per stimolare le cellule nervose. I ricercatori riferiscono in Nano Letters su una nuova applicazione della tecnica, chiamata magnetogenetica, che utilizza magneti molto piccoli per attivare in modalità wireless specifiche cellule nervose geneticamente modificate nel cervello. Il trattamento ha alleviato efficacemente i sintomi motori nei topi senza danneggiare il tessuto cerebrale circostante.
Nella DBS tradizionale, un pacco batteria invia segnali elettrici esternamente attraverso fili, attivando le cellule nervose in una regione del cervello chiamata nucleo subtalamico (STN). L'attivazione dell'STN può alleviare i sintomi motori del morbo di Parkinson, inclusi tremori, lentezza, rigidità e movimenti involontari.
Tuttavia, poiché i potenziali effetti collaterali, tra cui emorragia cerebrale e danni ai tessuti, possono essere gravi, la DBS è solitamente riservata alle persone affette da morbo di Parkinson in stadio avanzato o quando i sintomi non sono più gestibili con i farmaci.
Nel tentativo di realizzare un trattamento meno invasivo, i ricercatori Minsuk Kwak e Jinwoo Cheon hanno lavorato con i loro colleghi per sviluppare un metodo wireless per ridurre efficacemente la disfunzione motoria nelle persone affette da morbo di Parkinson.
Per la loro tecnica wireless, i ricercatori hanno etichettato magneti su scala nanometrica con anticorpi per aiutare le molecole ad “attaccarsi” alla superficie delle cellule nervose STN. Quindi hanno iniettato i magneti appiccicosi nel cervello di topi affetti da morbo di Parkinson allo stadio iniziale e avanzato.
Prima dell'iniezione nel STN, quelle stesse cellule nervose erano state modificate con un gene che le faceva attivare quando i magneti modificati sulla superficie della cellula si attorcigliavano in reazione a un campo magnetico applicato esternamente di circa 25 millitesla, che è circa uno- millesimo della forza di una risonanza magnetica.
Nelle dimostrazioni dei neuroni magnetizzati e modificati nei topi affetti dal morbo di Parkinson, i topi esposti a un campo magnetico hanno mostrato un miglioramento della funzione motoria a livelli paragonabili a quelli dei topi sani. Il team ha osservato che i topi che hanno ricevuto esposizioni multiple al campo magnetico hanno mantenuto più di un terzo dei loro miglioramenti motori, mentre i topi che hanno ricevuto un'esposizione non hanno mantenuto quasi alcun miglioramento.
Inoltre, le cellule nervose dei topi trattati non hanno mostrato danni significativi all’interno e intorno al STN, il che suggerisce che questa potrebbe essere un’alternativa più sicura ai tradizionali sistemi DBS impiantati, dicono i ricercatori. Il team ritiene che il suo approccio magnetogenetico wireless abbia un potenziale terapeutico e potrebbe essere utilizzato per trattare la disfunzione motoria nelle persone affette da morbo di Parkinson in fase iniziale o avanzata, nonché altri disturbi neurologici, come l'epilessia e il morbo di Alzheimer.
Ulteriori informazioni: Wookjin Shin et al, Genetica magneto-meccanica su scala nanometrica dei neuroni cerebrali profondi che invertono i deficit motori nei topi parkinsoniani, Nano lettere (2023). DOI:10.1021/acs.nanolett.3c03899
Informazioni sul giornale: Nanolettere
Fornito dall'American Chemical Society
