באמצעות חלבונים רגישים לאור שנמצאים על אצה חד תאית, החוקרים הצליחו להפעיל את שרירי הרגליים של עכברים.

המחקר, שפורסם בכתב העת Nature Medicine מסמן את השימוש הראשון של הטכנולוגיה המתפתחת הידועה בשם optogenetics לשליטה בתנועות שרירים. הטכנולוגיה החדשה optogenetics מאפשרת לעורר נוירונים עם אור על ידי החדרת גן לחלבון בשם channelrhodopsin-2, שמקורו באצה ירוקה. כאשר תא עצב נחשף לאור כחול, החלבון יוזם את הפעילות החשמלית בתוך התא שעוברת אחר כך בין הנוירונים. באמצעות החלטה אילו נוירונים ישתמשו בחלבון כמו גם אילו תאים לחשוף לאור, מדענים יכולים לשלוט על פעילות עצבית ביצורים חיים בדייקנות חסרת תקדים.

אחד החוקרים, סקוט דלפ טוען כי בטווח הקרוב הטכנולוגיה תשפר את המחקרים בנושא פעילות השריר  שמתנהלים כיום במעבדה במודלים של בעלי חיים במצבים כמו ALS  והפרעות נוירומוסקולריות אחרות. הוא גם מקווה כי לא רחוק היום בו מתגים אופטיים יוכלו לעזור לחולים בעלי מוגבלויות פיזיות שנגרמו על ידי נזק עצבי כגון שבץ מוחי, פגיעה בחוט השדרה  או שיתוק מוחין. אפשרות אחת תהיה להשתמש בגירוי אופטי במקום  גירוי חשמלי פונקציונלי (FES), שבו זרם חשמלי מסופק לעצבים או שרירים ספציפיים כדי לעורר התכווצויות שרירים. ארגון המזון והתרופות האמריקני, ה-FDA, כבר אישר מכשירים כאלה לשיחזור השליטה ביד או שלפוחית השתן בכמה אנשים משותקים. עם זאת, FES יכול לגרום במהירות לעייפות שרירים.

אחד המבקרים של המחקר טוען כי יש הרבה משוכות שחייבים לעבור כדי להצליח במחקר: אחת מהן היא פיתוח שיטה בטוחה ויעילה כדי להעביר את הגן-2 channelrhodopsin לתאי עצב בבני אדם.

במקביל, דלפ ושותפיו מרכזים את מאמציהם כדי להשתמש בחלבון רגיש לאור, halorhodopsin, כדי לעכב עצבים תנועתיים בעכברים. הרעיון שעומד מאחורי זה הוא טיפול או אפילו ריפוי עוויתות שרירים (ספסטיות, spasticity) אשר לעתים קרובות נחבשת לתופעת לוואי רצינית לאחר פגיעה מוחית או פגיעה בחוט השדרה . טיפולים שיש כיום רחוקים מלהיות אידיאליים: הרופאים מזריקים רעלן הבוטולינום לתוך השרירים כל כמה חודשים על מנת לשתק אותם; משתמשים בתרופות דרך הפה כגון ואליום שמשפיעים על הגוף כולו ולא רק על השריר הפגוע או במקרים החמורים ביותר, ניתן אף לחתוך עצבים או גידים של השריר הספסטי, טיפול קבע שמשאיר את המטופל ללא שליטה  על השריר. דלפ מקווה כי הנדסה גנטית של העצבים עם halorhodopsin עשויה לאפשר לאנשים להשתמש באור באופן הפיך כדי להרפות את שרירי המושפע עם עוויתות.

"הכל תלוי ביכולת למקם את הגן החדש במקום הנכון בגנום של האדם מבלי לגרום לבעיות. זה המכשול העיקרי."

מתוך-Technology Review

תרגום ועריכה: אנה רייזמן