Alla fine, un gruppo di scienziati negli USA sembra esserci riuscito, almeno in vivo su modello murino e zebrafish, mentre (alla data dello studio) solo in vitro su cellule umane.
I risultati dei loro esperimenti presentano “Magneto” come un attuatore in grado di controllare da remoto circuiti associati a comportamenti animali complessi.
In questo caso stiamo parlando del cervello ed esattamente stiamo parlando di controllare da distanza i neurotrasmettitori, e quindi il comportamento, influenzando l’attività cerebrale.
Ricordiamo che un neurotrasmettitore è una sostanza chimica che veicola le informazioni fra i neuroni attraverso la trasmissione sinaptica.
Questo prodigio della neuroscienza è stato sviluppato con il nobile intento di studiare meglio l’attività cerebrale e di poter, un giorno, trattare magari malattie neurodegenerative, ormonali e disfunzioni comportamentali, nonché dipendenze.
Ho stimolato il vostro interesse? Bene, analizziamo insieme la portata della rivoluzionaria scoperta scientifica, che parte ormai dal lontano 2016.
Intanto stiamo parlando di una tecnica altamente ingegnerizzata assolutamente non invasiva (rispetto a quelle precedenti), rapida e reversibile che si basa sul fatto che le proteine delle cellule nervose, attivate termicamente e da una pressione meccanica, possono essere geneticamente modificate in modo da diventare sensibili alle onde radio e ai campi magnetici, legandole alla proteina ferritina, oppure a particelle paramagnetiche inorganiche.
La nuova tecnica si basa su una proteina chiamata TRPV4, che è sensibile sia alla temperatura che alle forze di trazione. Questi stimoli aprono il suo poro centrale, permettendo alla corrente elettrica di fluire attraverso la membrana cellulare; questo evoca impulsi nervosi che viaggiano nel midollo spinale e poi fino al cervello.
Successivamente, i ricercatori hanno inserito la sequenza di DNA Magneto nel genoma di un virus, insieme al gene che codifica per la proteina fluorescente verde, e sequenze di DNA regolatorie che fanno sì che il costrutto sia espresso solo in determinati tipi di neuroni.
Quindi hanno iniettato il virus nel cervello dei topi, prendendo di mira la corteccia entorinale e, successivamente, hanno sezionato il cervello degli animali per identificare le cellule che emettevano la fluorescenza verde.
Usando i microelettrodi, hanno mostrato che l’applicazione di un campo magnetico alle sezioni cerebrali attivava Magneto in modo che le cellule producessero impulsi nervosi.
Quando hanno introdotto (tramite un adenovirus geneticamente modificato) questo costrutto genetico nelle cellule renali embrionali umane (hanno utilizzato delle piastre di Petri), le cellule hanno sintetizzato la proteina Magneto e l’hanno inserita nella loro membrana.
L’applicazione di un campo magnetico ha attivato la proteina TRPV1 ingegnerizzata, come evidenziato da aumenti transitori della concentrazione di ioni di calcio all’interno delle cellule, che sono stati rilevati con un microscopio a fluorescenza.
In vivo, su modello murino, iniettando Magneto, si è ottenuta una manipolazione dei sistemi di ricompensa, basati sulla dopamina, per indurre i topi a sostare in una camera sottoposta a campo magnetico, ottenendo un ritorno comportamentale alla normalità una volta che il sistema era posizionato su “off”.
Mentre, su larve di Zebrafish, la proteina geneticamente modificata e veicolata da virus ha indotto un comportamento di fuga, tipico in situazioni di “attacco o fuga”.
Ora, ognuno di voi potrà liberamente trarre le sue conclusioni, o solo lontanamente intravedere le innumerevoli potenzialità, nel bene o nel male, di un sistema che ha avuto ormai 5 anni per essere ulteriormente affinato.
Ecco quindi Magneto che è stato applicato allo studio dei comportamenti di ricompensa per misurare direttamente le conseguenze comportamentali coinvolte nella modulazione remota di grandi popolazioni di cellule che partecipano a specifici circuiti neurali.
Magneto rappresenta oggi un nuovo prototipo per una nuova classe di attuatori magnetogenetici telecomandati.
Ricapitolando, per sperare che il sistema funzioni, ci vuole una proteina Magneto, un virus geneticamente modificato, un ambiente sottoposto a una combinazione di onde radio e riscaldamento magnetotermico e una iniezione per puntare a manipolare il cervello.
