이미지:에이:광 유전 제세동(파란색 막대)마우스 심장에 부정맥을 중지. 비:인간의 심장 모델에서 광 유전 제세동(빨간색 막대)시뮬레이션. 더 보기
신용:©지:Tobias Brügmann(본 대학)/패트릭 M. 보일(존스 홉킨스 대학교)
연구팀에서 본 대학의 성공한 첫 번째 시간에서 빛을 사용하여 자극을 중지하고 생명을 위협하는 심장에 부정맥 마우스 마음입니다. 또한 존스 홉킨스 대학의 컴퓨터 시뮬레이션에 나타난 바와 같이,이 기술은 인간의 마음에도 성공적으로 사용될 수 있습니다. 이 연구는 기존의 제세 동기의 강한 전기 충격이 부드럽고 통증이없는 가벼운 충동으로 대체되는 이식 가능한 광학 제세 동기의 개발에 대한 완전히 새로운 접근 방식을 열어줍니다. 임상 조사의 전표는 지금 결과를 간행했다.
심실 세동! 심장 근육이 경주하고 더 이상 질서 정연하게 수축 할 때,혈액 순환 부족으로 인해 갑작스런 죽음이 종종 발생합니다. 이러한 응급 상황에서 제세 동기는 강렬한 전기 충격을 통해 정상적인 심장 활동을 회복하는 데 도움이됩니다. 이 부정맥에 대한 알려진 위험이있는 환자의 경우,제세 동기의 예방 적 이식은 선택의 치료입니다. 심실 세동이 감지되면 전기 펄스가 자동으로 생성되어 심장 근육의 흥분을 정상화하고 사람의 생명을 구할 수 있습니다.
“불행 하 게도 부정맥의 거짓 감지 때문에 발생할 수 있는 이식된 제세 동기 트리거,그것은 항상 환자에 대 한 매우 충격적인 이벤트”,본 대학에서 생리학 연구소의 필립 사세 주니어 교수 연구 책임자는 말한다. “강한 전기 충격은 매우 고통스럽고 심지어 심장을 더 손상시킬 수 있습니다.” 따라서 사세 교수의 팀은 통증이없고 완만 한 대안에 대한 원칙을 조사했습니다. 과학자들이 지금 보여 주듯이,심실 세동은 광학 제세동에 의해 멈출 수 있습니다.
광학 제세동은 유전자 전달을 필요로
팀은 소위 채널로돕신에 삽입 된 유전자를 가진 마우스 심장의”광 유전학”자극의 새로운 방법을 사용했습니다. 이 채널은 녹색 조류에서 파생되며 조명 될 때 심장 세포막의 이온 투과성을 변경합니다. 연구자들이 마우스 심장에서 심실 세동을 유발했을 때,심장에 적용된 1 초의 광 펄스는 정상적인 리듬을 회복하기에 충분했습니다. “이것은 매우 중요한 결과입니다”,수석 저자 박사를 강조. Tobias Brügmann 의 교수 Sasse 의 팀이 있습니다. “그것은 광 유전 학적 자극이 심장 부정맥의 제세동에 사용될 수 있다는 것을 심장에서 실험적으로 처음으로 보여줍니다.” 또한 생명 공학적으로 생산 된 바이러스의 주입을 통해 채널로돕신을받은 정상 마우스에서 일했다. 유사한 바이러스가 인간적인 환자에 있는 유전자 치료를 위해 이미 이용되기 때문에,이것은 가능한 임상 응용을 보여줍니다.
시뮬레이션은 연구 결과가 환자에게 적용될 수 있음을 보여 주지만 마우스 심장을 가진 연구 결과는 인간에게 적용 가능합니까? 이 질문에 답하기 위해 본 대학의 과학자들은 컴퓨터 의학 연구소의 나탈리아 트라 야 노바 교수의 전산 심장학 연구소와 존스 홉킨스 대학(미국 볼티모어)의 생물 의학 공학부와 함께 일하고 있습니다. 거기,광 유전학 제세동은 심장 경색 후에 환자의 심혼의 컴퓨터 모형에서 시험되고 있습니다. “우리의 시뮬레이션은 심장에 가벼운 맥박이 환자의 심장 부정맥을 막을 것이라는 것을 보여줍니다.”라고 수석 저자 인 연구 교수 패트릭 보일은보고합니다. 그러나이를 위해 본 대학의 방법은 마우스에 사용되는 푸른 빛 대신 붉은 빛을 사용하여 심장 세포를 자극하여 인간의 심장에 최적화해야했습니다. 이 연구의이 측면을 안내 하 고 심장 광 유전학,아직 초기 단계에 있는 기술에 대 한 치료 응용 프로그램의 체계적인 개발을 가속 전산 모델링에 의해 재생할 수 있는 중요 한 역할을 보여 줍니다.
이식 가능한 광 유전 제세 동기가 가능할 수 있습니다
“우리의 데이터는 심실 세동 치료를위한 광 유전 제세동의 근본적인 타당성을 보여줍니다”,사세 교수는 요약합니다. 원동력 심장을 정상적인 리듬으로 되돌리기 위해 빛을 사용하는 것은 전기 충격을 사용하는 것보다 통증이없고 환자에게 훨씬 완만 할 것으로 예상 할 수 있습니다. 그러나,새로운 방법은 기초 연구의 단계에 아직도있다. 이식 형 광학 제세 동기 환자의 치료를 위해 개발 될 수있을 때까지,그것은 여전히 적어도 5~10 년이 걸릴 것이라고 사세 교수는 추정하고있다.1999 년 12 월 15 일에 확인함.
출판물:광 유전학 제세동은 마우스 심장과 인간 시뮬레이션에서 심실 부정맥을 종결시킨다.,임상 조사 저널,도이:10.1172/2020>
미디어 문의:
주니어 교수 필립 사세
생리학 연구소
본 대학교
전화. +49-228-6885212
이메일:[email protected]
박사. Tobias Brügmann
연구소의 생리학 I
본 대학교
Tel. +49-228-6885217
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