Magnetische Mikropartikel ermöglichen Fernsteuerung von Gehirnzellen

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Dirk de Pol, aktualisiert am 28. Februar 2022, Lesezeit: 3 Minuten

Die Fähigkeit, Zellen im Gehirn zu stimulieren oder zu steuern, könnte wirksame Behandlungsmöglichkeiten für neurologische Störungen eröffnen. Wissenschaftler haben nun im Rahmen einer Studie an Nagetieren Mikromagneten injiziert, die als miniaturisierter mechanischer Schalter zur Steuerung bestimmter Gehirnregionen fungieren können. Entsprechende Ergebnisse von Forschern des University College London (UCL) wurden in der Zeitschrift Advanced Science veröffentlicht.

Die neue Technologie verwendet magnetische Mikropartikel, die injiziert werden, und Magnete, um die Aktivität der Gehirnzellen ferngesteuert und präzise zu kontrollieren. Dabei werden keine weiteren Geräte oder fremde Gene in das Gehirn eingebracht. Darüber hinaus leuchten die magnetischen Partikel auch auf MRT-Scans auf, wodurch ihre Position im Gehirn sehr genau zu verfolgen ist, was für Diagnosen hilfreich ist.

Der Ansatz des Forscherteams zielt auf die Astrozyten im Hirn ab, die sich zwischen den Blutgefäßen und den Nervenzellen befinden und die Neuronen mit metabolisch und strukturell unterstützen. Astrozyten regulieren aber auch die Aktivität neuronaler Schaltkreise. Wichtig ist, dass Astrozyten berührungsempfindlich sind. Die Forscher injizierten daher magnetische Partikel in die Zellen, so dass man ihnen von außerhalb des Körpers mit einem Magneten einen winzigen Schubs geben und so ihre Funktion steuern kann.

Die Forscher beschichteten dabei die magnetischen Mikropartikeln mit einem Antikörper, wodurch sie sich selektiv an Astrozyten binden. Die Partikel lassen sich dann durch Anbringen eines magnetischen Geräts in der Nähe des Kopfes außerhalb des Körpers aktivieren. Dies wiederum aktivierte auch Signalwege, von denen die Forscher annehmen, dass sie eine Vielzahl von Gehirnfunktionen regulieren.

Mit dieser neuen magnetomechanische Stimulation (MMS) genannten Technologie sind die Forscher überzeugt und begeistert, ein neues Instrument zur Untersuchung der Funktion dieser Zellen in Gesundheit und Krankheit zur Hand zu haben. MMS könnte für die künftige Entwicklung neuartiger und wirksamer Behandlungen für einige häufige neurologische Erkrankungen wie Epilepsie und Schlaganfall von Bedeutung sein und habe vielleicht auch das Potenzial, Gehirn- und Stimmungsstörungen, einschließlich Depressionen, zu behandeln.

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