Estudo descobre como controlar genes com pensamentos

Pesquisadores liderados pelo professor Martin Fussenegger, do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique, na Suíça, construíram a primeira rede de genes que podem ser controlados por pensamentos. A inspiração para este desenvolvimento foi um jogo que capta as ondas cerebrais, a fim de guiar uma bola através de uma pista de obstáculos.

Eu sei parece que alguém está realizando seus sonhos mais ousados e isso soa como algo saído de uma cena de “Star Wars”, na qual o Mestre Yoda instrui o jovem Luke Skywalker a usar a força para soltar sua nave do pântano.

Marc Folcher e outros pesquisadores do grupo liderado por Fussenegger, professor de Biotecnologia e Bioengenharia no Departamento de Biossistemas em Basileia, desenvolveram um novo método de regulação do gene que permite que ondas cerebrais específicas controlem a conversão de genes para proteínas – em termos técnicos, a expressão gênica.

“Pela primeira vez, fomos capazes de tocar em 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 do gene através do poder do pensamento é um sonho que estamos perseguindo há mais de uma década”, relata Fussenegger.

Uma fonte de inspiração para o novo sistema de regulação de gene controlado por pensamento foi o jogo Mindflex, onde o jogador usa um fone de ouvido especial com um sensor na testa que registra as ondas cerebrais. O electroencefalograma registado (EEG) é então transferido para o ambiente de jogo. O EEG controla um ventilador que permite que uma pequena bola seja guiada por pensamento através de uma pista de obstáculos.

Transmissão sem fio

O sistema, que os bioengenheiros apresentaram recentemente na revista “Nature Communications”, também faz uso de um EEG portátil. As ondas cerebrais analisadas e registadas são transmitidas via Bluetooth para um controlador, o qual, por sua vez, controla um gerador de campo que emite um campo electromagnético; este fornece um implante com uma corrente de indução.

A luz, então, literalmente se acende no implante: uma lâmpada de LED integrada que emite luz quase na faixa do infravermelho acende e ilumina uma câmara de cultura contendo células geneticamente modificadas. Quando a luz quase de infravermelho ilumina as células, elas começam a produzir a proteína desejada.

O implante foi testado inicialmente em culturas de células e camundongos, e controlada pelos pensamentos de vários sujeitos. Os pesquisadores usaram SEAP para os testes, uma proteína modelo humana fácil de detectar que se difunde a partir da câmara de cultura do implante na corrente sanguínea do camundongo.

Para regular a quantidade de proteína liberada, os indivíduos do teste foram classificados de acordo com três estados de espírito: bio-feedback, meditação e concentração. Aqueles que jogavam Minecraft no computador, ou seja, que estavam se concentrando, induziam valores médios de SEAP na corrente sanguínea dos ratos. Quando completamente relaxados (meditação), os pesquisadores registraram valores SEAP muito elevados nos animais de laboratório. Já para o bio-feedback, os indivíduos do teste observaram a luz LED do implante no corpo do rato e foram capazes de mudar conscientemente a luz para ligada ou desligada através do feedback visual. Isto, por sua vez, foi refletido nas quantidades variáveis de SEAP na circulação sanguínea dos ratinhos.

Nova construção de gene sensível à luz

“Controlar genes dessa forma é completamente novo e é único em sua simplicidade”, explica Fussenegger. O módulo optogenético sensível à luz, que reage à luz quase infravermelha, é um avanço particular. A luz incide sobre uma proteína sensível à luz modificada no interior das células de genes modificados e desencadeia uma cascata de sinais artificiais, o que resulta na produção de SEAP. A luz quase infravermelha foi usada porque ela geralmente não é prejudicial para as células humanas, pode penetrar profundamente no tecido e permite que o funcionamento do implante seja rastreado visualmente.

O sistema funciona com eficiência na cultura de células humanas e no sistema humano-rato. Fussenegger espera que um implante controlado por pensamento possa um dia ajudar a combater doenças neurológicas, tais como dores de cabeça crônicas, dores nas costas e epilepsia, através da detecção de ondas cerebrais específicas em um estágio inicial, desencadeando e controlando a criação de determinados agentes exatamente no momento certo. [Phys.com]

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