Группа инженеров из Массачусетского технологического института разработала гибкие имплантируемые волокна, которые позволяют передавать свет в основные нервы тела. Нервы, измененные генетическим методами, могут реагировать на свет и волокна могут доставлять свет к ним и купировать боль. Оптические волокна обладают гибкостью и могут растягиваться вместе с телом.
Новые волокна были разработаны учеными в качестве экспериментального инструмента, который позволит изучить причины и потенциальные методы лечения заболеваний периферических нервов на моделях животных. Боли в периферических нервах, которые часто встречаются при нейропатии, беспокоят миллионы людей по всему миру.
Задачей исследования было изучение возможности использования оптогенетики за пределами мозга. Оптогенетика — представляет собой метод, при котором нервы преобразуют генетически так, что они реагируют на свет. При воздействии этого света можно как активировать, так и ингибировать нерв и это дает возможность ученым понять механизм работы нерва и его взаимодействие с окружающей средой.
Нейробиологи уже изучали возможности оптогенетики на животных, что позволило определить точно нервные пути, которые лежат в основе ряда заболеваний головного мозга, таких как болезнь Паркинсона, зависимость или нарушения сна и настроения. Результаты исследований позволили подойти к разработке таргетированой терапии этих состояний.
В настоящее время оптогенетика используется в основном на головном мозге, так как в этой части тела нет болевых рецепторов и можно почти без боли устанавливать жесткие устройства. Однако установка жестких устройств может приводить к повреждению нервных тканей. Оптогенетика также могла бы помочь нейробиологам изучить причины заболеваний периферических нервов и тестировать методы лечения. Но главной проблемой использования этой методики за пределами мозга являлось движение. На периферические нервы постоянно оказывается давление и растяжение со стороны мышц и тканей, окружающих их. Поэтому, использование жестких кремниевых устройств приводило бы к ограничению естественных движений животного и повреждению тканей.
Исследователям было необходимо создать альтернативу так, чтобы устройство могло бы функционировать и двигаться вместе с телом. Ученые создали прозрачное, мягкое, эластичное волокно, которое было изготовлено из гидрогеля.
Команда ученых провела тестирование оптического волокна на мышах с генетически модифицированными нервами, которые реагировали на свет – синий свет стимулировал активность нерва, а желтый подавлял. Кроме того, оптическое волокно не ограничивало двигательную активность животных.
Ученые планируют использовать разработанные волокна для изучения механизмов передачи боли при поражении периферических нервов и, таким образом, подойти к разработке методов лечения.
