Chemogenetikk

Chemogenetikk, eller chemogenetics, er en gruppe teknikker som gjør det mulig å kontrollere aktivitet i utvalgte celler ved hjelp av genetisk konstruerte proteiner som reagerer på små, eksogene molekyler. Ved å utstyre spesifikke celletyper med disse reseptorene, kan forskere aktivere eller inhibere celle- eller nettverksfunksjoner ved å tilsette eller fjerne et legemiddel, noe som muliggjør causal tester av nevral sirkulasjon og atferd.

Den mest utbredte klassen består av designer reseptorer, kjent som DREADDs (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs). Disse er modifiserte G-proteinkoblete reseptorer som aktiveres av designer-legemidler som ofte er inerte i fravær av reseptoren, for eksempel klosapine-N-oksid (CNO). En annen tilnærming bruker ligand-gatede ionekanaler, som PSAM/PSEM-systemer, der spesifikke ligandmolekyler åpner eller lukker ionekanaler for å styre membranpotensialet.

Tilførsel av chemogenetiske reseptorer skjer vanligvis via virusbaserte leveranser eller genetiske modeller, slik at målcellepopulasjonen uttrykker reseptorene. Etter at reseptoren er uttrykt, administreres liganden systemisk eller lokalt, hvilket gir kontroll over aktivitet i spesifikke hjerneområder eller perifere vev uten behov for optisk tilgang.

Fordeler inkluderer muligheten for systemisk aktivering, god dypmålingskapasitet og reversibilitet, med mindre behov for lysfiber eller avansert optisk utstyr. Begrensninger omfatter langsomere tidsresponser (fra minutter til timer), potensielle off-target-effekter av liganden og variasjon i uttrykk mellom individer, noe som krever nøye kontroller og standardisering.