Controle seus genes com o pensamento
Autor: Bonamini | Publicado: 2014-11-18T04:07:00-08:00

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Controle seus genes com o
pensamento

Com
informações do ETHZ - 14/11/2014

O implante optogenético, que
reage à luz infravermelha, talvez seja o maior avanço de todo o sistema.
&nbsp;
&nbsp;[Imagem:&nbsp;Marc Folcher et al. - 10.1038/ncomms6392]

Cura de
doenças com o pensamento

A coisa
toda soa como a cena de Star Wars, quando o Mestre Yoda instrui o jovem Luke
Skywalker a usar a força para retirar o velho X-Wing do pântano.

Marc
Folcher e seus colegas do Instituto Federal de Tecnologia da Suíça
desenvolveram um método de regulação genética que usa ondas cerebrais
específicas para controlar a conversão de genes em proteínas - a chamada
expressão genética.

O
sistema, controlado por ondas cerebrais humanas, foi testado e funcionou em
culturas de células humanas e em camundongos.

"Pela
primeira vez conseguimos captar ondas cerebrais humanas, transferi-las sem fios
para uma rede de genes e regular a expressão de um gene dependendo do tipo de
pensamento. Ser capaz de controlar a expressão genética através do poder do
pensamento é um sonho que estamos perseguindo há mais de uma década,"
disse o professor Martin Fussenegger.

Fussenegger
espera que um implante controlado pelo pensamento possa um dia ajudar a
combater doenças neurológicas, como síndrome do encarceramento, dores de cabeça
crônicas, dores nas costas e epilepsia, através da detecção de ondas cerebrais
específicas em um estágio inicial, usando o pensamento para desencadear e
controlar a produção de determinados agentes no momento certo e no local certo
do corpo.

Produção
de proteínas controlada pelo pensamento

O sistema
usa um capacete com sensores para captar ondas cerebrais, como em um
eletroencefalograma. As ondas cerebrais são analisadas, gravadas e transmitidas
sem fio via Bluetooth para um dispositivo que controla um gerador de campo
eletromagnético. Esta bobina fornece uma corrente de indução para o dispositivo
principal, o implante que foi testado em culturas de células humanas e em
camundongos.

A
corrente induzida acende uma luz no implante: um LED integrado emite luz na
faixa do infravermelho próximo e ilumina uma câmara de cultura contendo células
geneticamente modificadas. Quando a luz infravermelha ilumina as células, elas
começam a produzir a proteína desejada.




Este
diagrama mostra como o implante recebe as ondas cerebrais, interpreta-as e
transforma-as em eletricidade para acender o LED e disparar a produção da
proteína. [Imagem: Marc Folcher et al. - 10.1038/ncomms6392]
 

Concentração,
meditação e biofeedback

O sistema
foi controlado pelos pensamentos de vários voluntários. Durante os testes, os
pesquisadores usaram SEAP, uma proteína humana fácil de detectar que se difunde
a partir da câmara de cultura do implante na corrente sanguínea do animal de
laboratório.

Para
regular a quantidade de proteína produzida, os voluntários foram classificados
de acordo com três estados mentais: concentração, meditação e biofeedback.

Os
voluntários em concentração - eles se concentravam jogando Minecraft -
induziram a produção de valores médios de SEAP na corrente sanguínea dos
camundongos. Aqueles completamente relaxados - em meditação - induziram valores
SEAP muito elevados nos animais de laboratório.

Para o
biofeedback, os voluntários observavam o LED do implante no corpo do camundongo
e então conseguiam conscientemente ligar e desligar a luz do LED, o que gerou a
produção de quantidades variáveis de SEAP na circulação sanguínea dos animais,
de acordo com a vontade de cada um.

"Controlar
genes dessa forma é algo completamente novo e é único em sua
simplicidade," explicou Fussenegger.

Implante
optogenético

O
implante optogenético, que reage à luz infravermelha, talvez seja o maior
avanço de todo o sistema, uma vez que o controle de equipamentos pelas ondas
cerebrais tem sido demonstrado em uma variedade de situações, e acender um LED
está entre as mais simples delas.

No
implante, a luz incide sobre uma proteína geneticamente modificada para se
tornar sensível à luz, controlando a produção de SEAP no interior das células
dos animais.

A luz na
faixa do infravermelho próximo foi usada porque esse comprimento de onda
geralmente não é prejudicial às células humanas, pode penetrar profundamente no
tecido e permite que o funcionamento do implante seja monitorado visualmente.

Bibliografia:

Mind-controlled transgene expression by a wireless-powered optogenetic
designer cell implant.
Marc Folcher, Sabine Oesterle, Katharina Zwicky, Thushara Thekkottil, Julie
Heymoz, Muriel Hohmann, Matthias Christen, Marie Daoud El-Baba, Peter Buchmann,
Martin Fussenegger
Nature Communications
Vol.: 5, Article number: 5392
DOI: 10.1038/ncomms6392