Полупроводниковые квантовые точки впервые успешно использованы для стимуляции клеток мозга

При болезни Альцгеймера, эпилепсии и ряде других недугов возникает необходимость в неоперационных методах стимуляции клеток головного мозга. Думается, квантовые точки — одно из лучших решений этой задачи. Говорят, в не столь отдалённом будущем их будут использовать для реактивации повреждённых клеток сетчатки, с тем чтобы возвращать зрение слепым.

«Многие проблемы мозга связаны с несбалансированной активностью нейронов, — говорит Ли Линь из Вашингтонского университета в Сиэтле (США). — Манипулирование определёнными нейронами может восстановить нормальный уровень активности».

Существующие способы стимуляции мозговых клеток имеют ряд недостатков. Неверные сигналы, которые выдают нейроны пациента с паркинсонизмом, вызывая при этом тремор рук и головы, можно подавлять, но необходимые для этого электроды требуют вживления в мозг, осуществляемого хирургическим путём.

Метод магнитной стимуляции клеток? Он не нуждается в операции со вскрытием черепной коробки. Правда, при его использовании стимуляционному воздействию подвергается слишком много клеток, в том числе нормально функционирующие.

Другим исследователям удалось стимулировать генетически модифицированные клетки серого вещества потоком света, но много ли пациентов согласятся на генетическую модификацию своего мозга?

vlmky_600.jpg Рис. 1. Механизм воздействия квантовых точек на нервную ткань человека (илюстрация NewScientist).

Высокочувствительные маленькие кусочки полупроводников диаметром всего в несколько нанометров, называемые квантовыми точками, предполагают иной подход к вопросу.

Вначале культуру раковых клеток, находящуюся на плёнке, исследователи из группы г-на Линя расположили максимально близко к квантовым точкам, после чего на последних направили световой поток. Световая энергия возбуждает поток электронов внутри каждой квантовой точки, что создаёт отрицательный заряд в районах вокруг них (см. схему). Это в свою очередь открывает ионные туннели в стенках раковых клеток, что позволяет ионам свободно выходить из клетки и возвращаться в неё.

В нервных клетках открытие ионных каналов — критический шаг создания потенциала действия, волны возбуждения, перемещающейся по мембране нервной клетки при передаче нервного сигнала. Повторив опыт на нервных клетках, учёные добились именно таких результатов.

Для доставки квантовых точек к клеткам мозга они будут вводиться в кровь пациенту.

Действительно значимой проблемой при стимуляции будет доставка света непосредственно к мозговым клеткам. Поэтому сейчас первые опыты проводятся с реактивацией нервных клеток сетчатки глаза, к которой свет доставить проще всего. Ещё один исследователь, Фред Рейке, специализирующийся как раз на заболеваниях сетчатки, отмечает, что

здесь у квантовых точек большой потенциал, поскольку открытие ионных каналов — ключевой момент в передаче сигналов от сетчатки к головному мозгу.

Впереди дополнительные исследования, касающиеся выяснения возможной токсичности полупроводниковых частиц, но учёные настроены оптимистично, полагая, что им удалось нащупать технологию, которая в ближайшем будущем не только поможет решить теоретические вопросы, касающиеся биологии клеток, но и, хотелось бы верить, окажется практически полезной в лечении широкого спектра заболеваний.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (8 votes)
Источник(и):

1. New Scientist

2. compulenta.ru