برانگیختگی نور LED ممکن است روزی درمانی برای بیماری آلزایمر باشد

برانگیختگی نور LED ممکن است روزی درمانی برای بیماری آلزایمر باشد

محققین در مؤسسة تکنولوژی ماساچوست (MIT؛ کمبریج، MA) نشان داده اند که یک راهکار اپتوژنتیک دربرگیرندة LED که در یک فرکانس خاص چشمک می زنند، میتواند پلاک آمیلوئید بتا که در بیماری آلزایمر مشاهده میشود را کاهش دهد.
ظاهراً در این روش درمان، روی امواج مغزی شناخته شده با عنوان نوسانات گاما کار میشود، به طوری که محققین کشف کرده اند که این روش به مغز کمک میکند تا تولید آمیلوئید بتا را سرکوب کند و به سلولهای مسئول برای نابودی پلاک نیرو بخشد.
از مشخصه ‌های بیماری آلزایمر وجود پلاکهای آمیلوئید بتا است که احتمال دارد برای سلولهای مغز مضر باشند و در عملکرد طبیعی مغز تداخل ایجاد کنند. تحقیقات پیشین همچنین به این موضوع اشاره داشته اند که بیماران آلزایمری نیز دچار نقص نوسانات گاما بوده اند. این گونه برداشت میشود که این امواج مغزی با رنج فرکانسی 25 تا 80 هرتز (دور بر ثانیه) در عملکرد طبیعی مغز از قبیل دقت، استنباط و حافظه شرکت دارند.
خانم Li-Huei Tsai تحقیقی بر روی موشهایی که از نظر ژنتیکی برای بهبود آلزایمر برنامه ریزی شده بودند اما هنوز هیچ تراکم پلاکی یا نشانه های رفتاری در آنها وجود نداشت، ارائه داد. او استاد عصب شناسی Picower، مدیر مؤسسة MIT Picower در فراگیری و حافظه و پایه گذار ارشد این تحقیق است. خانم Tsai و همکارانش نوسانات معیوب گاما را در طول فعالیت موشها تشخیص دادند که در یادگیری و به خاطر سپردن آنها هنگام عبور از مسیرهای پر پیچ و خم ضروری است.
  
محققین  MITیک روش درمانی با استفاده از نور را اختراع کردند که پتانسیل زیادی به عنوان یک گزینة درمان برای بیماران آلزایمری دربردارد. در این روش از نواری از LED استفاده میشود تا تغییرات معینی را در مغز به وجود آورد.
خانم Tsai استاد علوم عصب شناسی Picower هنگام توصیف درمان جدیدی برای بیماری آلزایمر میگوید:"اگر انسانها رفتاری شبیه به موشها در واکنش به این روش درمان داشته باشند، این پتانسیل فوق العاده است، زیرا این روش درمان غیرتهاجمی و کاملاً عملی است".
پس از آن این تیم تحقیقاتی نوسانات گاما با فرکانس 40 هرتز را در منطقه ای از مغز به نام هیپوکمپوس، که در شکل گیری حافظه و بازیابی آن حیاتی است، برانگیخته کردند. این تحقیقات اولیه بر اپتوژنتیک تکیه میکند که به دانشمندان این اجازه را میدهد تا فعالیت نورونهای اصلاح شدة ژنتیکی را از طریق تابش نور بر آنها کنترل کنند. با استفاده از این روش محققین سلولهای خاص مغز که با عنوان نورون‌های رابط شناخته میشوند را برانگیخته میکنند تا از آن پس فعالیت گاما نورونهای تحریک کننده را زمان بندی کنند. پس از یک ساعت برانگیختگی در فرکانس 40 هرتز، محققین کاهش 40 تا 50 درصدی سطح پروتئینهای آمیلوئید بتا در هیپوتالاموس را تشخیص دادند. برانگیختگی در فرکانسهای دیگر، در بازة 20 تا 80 هرتز، این کاهش را ایجاد نکرد.
سپس خانم Tsai و همکارانش شروع به کاوش کردند که آیا روشهای کم تهاجم تر ممکن است تأثیر مشابهی داشته باشد. خانم Tsai و آقای Emery Brown، پروفسور Edward Hood Taplin مهندسی پزشکی و علوم عصب شناسی محاسباتی و عضو مؤسسة Picower، این ایده را با استفاده از محرکهای خارجی (نور) برای اعمال نوسانات گاما در مغز مطرح کردند. این محققین دستگاه ساده ای متشکل از یک نوار LED ساختند که میتوانستند آن را در فرکانسهای مختلف برنامه ریزی کنند.
با استفاده از این دستگاه محققین دریافتند که یک ساعت قرار گرفتن در معرض نور با فرکانس 40 هرتز، نوسانات گاما را افزایش میدهد و سطح آمیلوئید بتا به مقدار قابل ملاحظه ای در کورتکس بینایی موشها در مراحل بسیار ابتدایی آلزایمر، کاهش می یابد. اگرچه، پروتئینها در عرض 24 ساعت به سطح اصلی شان بازمیگردند.
پس از آن محققین بررسی کردند که آیا روند طولانی تر درمان میتواند پلاکهای آمیلوئید را در موشها با تجمع پیشرفته تری از پلاکهای آمیلوئید، کاهش دهد. پس از طی شدن دورة درمان این موشها، یک ساعت در روز به مدت 7 روز، هم پلاکها و هم آمیلوئید شناور آزاد به صورت قابل ملاحظه ای کاهش یافتند. این محققین اکنون در حال تلاش برای تعیین مدت زمان دوام این آثار هستند.
علاوه بر این محققین دریافتند که ریتم گاما نشان دیگری از بیماری آلزایمر را کاهش میدهد: پروتئینTau  که به صورت غیرطبیعی تغییر یافته، که میتواند در مغز درهم تنیدگی هایی ایجاد کند.
هم اکنون آزمایشگاه Tsai در حال تحقیق است که آیا نور میتواند نوسانات گاما را در نواحی از مغز فراتر از کورتکس بینایی پیش براند. داده های اولیه نشان میدهد که این امر امکانپذیر است. این محققین همچنین در حال بررسی این موضوع هستند که آیا کاهش پلاکهای آمیلوئیدی تأثیری بر نشانه های رفتاری نمونة موشهای آلزایمری دارد و آیا این روش میتواند سایر اختلالات مغز و اعصاب که ناشی از نقص نوسانات گاما است را تحت تأثیر قرار دهد.
همینطور این محققین برای تلاش در فهم چگونگی به کار گرفتن تأثیرات نوسانات گاما تحقیقاتی را انجام داده اند. آنها دریافته اند که پس از برانگیختگی گاما، فرآیند تولید آمیلوئید بتا کمتر فعال است. نوسانات گاما همچنین توانایی مغز را برای تخلیة پروتئینهای آمیلوئید بتا بهبود میبخشد که به طور طبیعی وظیفة سلولهای ایمن به نام میکروگلیا است. در بیماران آلزایمری سلولهای میکروگلیا بسیار ملتهب میشوند و مواد شیمیایی سمی ترشح میکنند که سلولهای دیگر مغز را بیمار میکنند. به هر حال زمانی که نوسانات گاما در موشها تقویت شد، سلولهای میکروگلیا دستخوش تغییرات ریخت شناختی شدند و در از بین بردن پروتئینهای آمیلوئید بتا فعالتر شدند.
محققین همچنین RNA پیام بر مربوط به مغز موشهای درمان شده را دنبال کردند و دریافتند که صدها ژن پیش از حد یا کمتر از حد ظاهر شدند و اکنون در حال بررسی تأثیر امکان پذیر این متغیرها در بیماری آلزایمر میباشند.
به گفتة خانم Tsai به تحقیقات بیشتری نیاز است تا مشخص شود که آیا یک روش مشابه میتواند به بیماران آلزایمری کمک کند.
جزئیات بیشتر در مجلة Nature آورده شده است؛ جهت کسب اطلاعات بیشتر به سایت http://dx.doi.org/10.1038/nature20587 مراجه شود.
 
Source:http://www.bioopticsworld.com/articles/2016/12/led-light-stimulation-could-someday-be-alzheimer-s-disease-treatment.html
 

منبع : bioopticsworld.com      1396/1/28 21:32