С помощью магнитных наночастиц и переменного магнитного поля ученые активировали термочувствительные каналы в надпочечниках крыс. Это привело к возбуждению нервных клеток, выбросу в кровь кортикостерона и адреналина и увеличению сердечного ритма. Аналогичные системы позволят контролировать выделение различных гормонов.

Статья опубликована в журнале Science Advances.

Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось — основная нейроэндокринная система, которая регулирует стрессовые реакции организма. Расстройства этой системы приводят к тому, что баланс гормонов надпочечников нарушается, а это может быть связано с такими заболеваниями, как посттравматическое стрессовое расстройство и депрессия. В таких ситуациях необходим механизм локального контроля выброса гормонов надпочечниками.

Секрецию гормонов в надпочечниках регулирует нервная система при помощи электрических импульсов. Для воздействия на этот процесс у нас есть несколько инструментов — можно внедрять электроды непосредственно в орган (инвазивная и опасная процедура), а можно использовать электромагнитную, акустическую или оптическую стимуляцию.

Сигнал можно адресно передавать с помощью магнитных наночастиц, которые выделяют тепло при воздействии переменного магнитного поля. Такое поле проникает глубоко в ткани организма и не вредит ему. Посредником между магнитными частицами и нервными клетками может выступать термочувствительный канал TRPV1, который при повышении температуры пропускает катионы (в основном, ионы кальция) внутрь клетки и запускает электрический импульс.

Ученые из США и Швейцарии под руководством Полины Аникеевой из Массачусетского технологического института активировали термочувствительные каналы в надпочечниках крыс с помощью магнитных наночастиц.