Projektbeschreibung
Neue Methode: Untersuchung und Therapie des Gehirns mit Licht
Optogenetik wird derzeit genutzt, um die neuronale Aktivität zu messen und die Funktionsweise des Gehirns zu untersuchen. Doch da dazu genetisch kodierte Proteine nötig sind, lässt sie sich nur begrenzt in praktische Anwendungen überführen. Das EU-finanzierte Projekt NanoBRIGHT entwickelt jetzt auf Grundlage der Wechselwirkung zwischen Licht und metallischen Nanostrukturen eine neue Technologie, die das Spektrum der in vivo durch Licht steuer- und überwachbaren physiologischen Phänomene erweitern wird. Dazu gehört unter anderem eine Anpassung der Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke, um das Gehirn für pharmakologische Wirkstoffe zugänglich zu machen, sowie die Möglichkeit, tumorigenes Gewebe ohne Biopsie finden zu können. Mit diesem neuen Ansatz macht die Behandlung von pathologischen Zuständen wie Hirntumoren, Epilepsie oder Hirntraumata einen großen Schritt nach vorn.
Ziel
NanoBRIGHT will develop a new approach to optically interface with the brain, referred to as “photonic-physiology”: a new technique with high-translational appeal that exploits light-metals interactions to interface with the brain, targeting specific diseases including brain tumors, epilepsy and traumatic brain injuries. This will allow to reach the long-term vision of developing novel cutting-edge optical approaches to study and treat pathological conditions of the brain without using genetically-encoded proteins, which represent the main limitation for optogenetic techniques currently employed to interface with the neural tissue.
The approach will be based on a unique science-enabled technology exploiting the spatial selectivity properties of multimodal tapered optical fibers to activate a subset of high-density plasmonic hotspots along the taper. The resulting implantable devices will establish a new approach to interface with brain, striving at:
1- Demonstrate the capability of photonics for detecting and treating pathological conditions of the brain without the use of genetically-encoded proteins. We plan to exploit SERS to differentiate between primary and secondary brain tumors and to outline new methods to study oxidative stress in epileptogenic tissue.
2- Upscaling the range of physiological phenomena that can be controlled by light in vivo beyond those achieved so far by genetically encoded proteins, including vasodilation to locally increase permeability of the blood-brain-barrier thus enhancing pharmacological delivery in well-targeted regions of brain tumors.
3-Proving that unconventional combination between light-matter interactions and photonic-physiology can be used to analyze comorbidities between different diseases, testing the influence of brain tumors on epilepsy or tumor influence on the electrical activity of nearby and distal neural cells.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
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- Technik und TechnologieWerkstofftechnikFasern
- Medizin- und GesundheitswissenschaftenGrundlagenmedizinNeurologieEpilepsie
- NaturwissenschaftenBiowissenschaftenBiochemieBiomoleküleProteine
- Technik und TechnologieNanotechnologieNanophotonik
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
16163 Genova
Italien