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 RÉPONDRE

controler les neurones et le comportement a distance

Avec des nanoparticules magnétiques, les scientifiques de contrôler à distance les neurones et le comportement animal


La recherche pourrait conduire à une stimulation à distance des cellules pour traiter le cancer ou le diabète

BUFFALO, NY - Des grappes de nanoparticules magnétiques chauffants, destinés aux membranes cellulaires peuvent contrôler à distance les canaux ioniques, les neurones et les comportements même animal, selon un document publié par l'Université à Buffalo physiciens dans Nature Nanotechnology.

La recherche pourrait avoir une large application, entraînant potentiellement des traitements novateurs contre le cancer qui manipulent à distance protéines ou certaines cellules dans des tissus spécifiques, ou l'amélioration des traitements du diabète qui stimulent la distance cellules du pancréas à libérer l'insuline.

Le travail pourrait également être appliquée au développement de nouvelles thérapies pour des troubles neurologiques, qui résultent de neuro-stimulation insuffisante.

«En développant une méthode qui nous permet d'utiliser des champs magnétiques pour stimuler les cellules à la fois in vitro et in vivo, cette recherche nous aidera à démêler les réseaux de signalisation que le comportement de contrôle des animaux», explique Arnd Pralle, PhD, professeur adjoint de physique à l'UB Ordre des Arts et des Sciences et auteur principal / correspondant sur le papier.

Les chercheurs UB ont démontré que leur méthode pourrait ouvrir des canaux d'ions calcium, activer des neurones en culture de cellules et même manipuler les mouvements de la minuscule nématode C. elegans.

"Nous avons ciblé les nanoparticules près quelle est la« bouche »des vers, appelé amphid», explique Pralle. "Vous pouvez voir dans la vidéo que les vers se promènent autour, une fois que nous allumons le champ magnétique, qui réchauffe les nanoparticules à 34 degrés Celsius, la plupart des cours d 'inversion vers nous pourrions utiliser cette méthode pour les faire revenir en arrière et. etc. Maintenant, nous devons trouver d'autres comportements qui peuvent être contrôlés de cette façon ". [La vidéo est disponible en cliquant sur le lien "vidéo de surveillance» ci-dessus.]

Les vers inversés sûr, une fois leur température atteint 34 degrés Celsius, Pralle dit, le même seuil que dans la nature provoque une réaction d'évitement. C'est la preuve, dit-il, que cette approche pourrait être adaptée aux études animal entier sur les nouveaux produits pharmaceutiques novateurs.

Procédé selon l'équipe UB développé implique nanoparticules de chauffage dans une membrane cellulaire en les exposant à un champ magnétique radiofréquence, puis la chaleur conduit à la stimulation de la cellule.

«Nous avons développé un outil permettant de chauffer des nanoparticules, puis de mesurer leur température», dit-Pralle, notant que pas beaucoup est connu au sujet de conduction de chaleur dans les tissus à l'échelle nanométrique.

«Notre méthode est importante car elle nous permet de ne chauffer la membrane cellulaire. Nous ne voulions pas tuer la cellule», at-il dit. "Alors que la membrane extérieur de la cellule se réchauffe, il n'ya pas de changement de température dans la cellule."

Mesurant à peine six nanomètres, les particules peuvent facilement diffuser entre les cellules. Le champ magnétique est comparable à ce qui est utilisé dans l'imagerie par résonance magnétique. Et la capacité de la méthode pour activer les cellules uniformément sur ​​une grande surface indique qu'il sera également possible de l'utiliser dans des applications de tout le corps in vivo, le rapport des scientifiques.

Dans le même document, les scientifiques UB signalent également leur développement d'une sonde fluorescente pour mesurer ce que les nanoparticules ont été chauffés à 34 degrés Celsius.

"L'intensité de fluorescence indique la variation de la température», dit-Pralle ", c'est une sorte de thermomètre échelle nanométrique et pourrait permettre aux scientifiques de mesurer plus facilement les changements de température à l'échelle nanométrique."

Pralle et ses co-auteurs sont actifs dans la reconnaissance moléculaire dans les systèmes biologiques et bio-informatique et les systèmes de nanostructures intégrées forces stratégiques identifiées par le processus de planification stratégique UB 2020.

En plus de Pralle, qui a un poste d'adjoint au Département de physiologie et de biophysique à l'École de médecine et de sciences biomédicales de l'UB, co-auteurs sont Heng Huang et Savas Delikanlı, tous deux étudiants au doctorat au Département UB de physique, Hao Zeng, PhD , professeur agrégé au département de physique et Denise M. Ferkey, PhD, professeur adjoint au Département des sciences biologiques UB.

La recherche a été financée par la National Science Foundation et le Fonds de développement de la recherche interdisciplinaire 2020 UB.

L'Université de Buffalo est une université publique de recherche intensive premier ministre, une institution phare de la State University of New York système et son plus grand et le plus complet campus. Plus de 28.000 étudiants de UB poursuivre leurs intérêts académiques à travers plus de 300 de premier cycle, des programmes d'études supérieures et professionnelles. Fondée en 1846, l'Université de Buffalo est un membre de l'Association of American Universities.

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