Es bien sabido que las neuronas se comunican entre sí a partir de señales eléctricas y químicas; sin embargo, hasta el momento, los neurocientíficos no habían sido capaces de observar este proceso en vivo y directo.

En este sentido, un equipo de investigadores ha desarrollado una técnica que permite observar el proceso de comunicación entre las neuronas, en colores vivos y de forma directa.

Asimismo, esta nueva técnica promete develar los misterios sobre el cerebro y algunas enfermedades neurológicas, tales como el Alzheimer, la esquizofrenia y la depresión, lo que puede implicar el desarrollo de nuevas y más efectivas estrategias de tratamiento.

Observar la comunicación entre las neuronas facilita el desarrollo de nuevos tratamientos

La innovadora técnica fue desarrollada por un equipo de científicos liderado por J. Julius Zhu, proveniente de la Facultad de Medicina de la Universidad de Virginia, quien plantea que, hasta el momento, era imposible la comprensión del funcionamiento de los neurotransmisores.

Sin embargo, ahora, gracias a esta innovadora técnica, al saber cómo ocurre este proceso, sería posible diseñar mejores tratamientos para enfermedades tan frecuentes como el Alzheimer.

A fin de poner a prueba la invención, los investigadores se concentraron en un neurotransmisor llamado acetilcolina, el cual juega un importante rol sobre el comportamiento humano, incidiendo sobre la memoria y el estado de ánimo.

En particular, la acetilcolina, se ha relacionado con los problemas emocionales, enfermedades mentales, la demencia y otros problemas neurológicos, además de procesos fisiológicos como la regulación de la insulina y el control de la presión arterial.

De hecho, los fármacos empleados para tratar el Alzheimer tienen como función inhibir la acetilcolinesterasa, una molécula que degrada la acetilcolina, de forma que estas drogas aumentan el efecto de la disminución de la emisión de acetilcolina a nivel cerebral.

Sin embargo, a ciencia cierta, no es mucho lo que se sabe sobre el funcionamiento de estas drogas, además de no ser lo suficientemente efectivas.

En esta línea de pensamiento, de ser posible la observación del funcionamiento de la acetilcolina, además de otros neurotransmisores, sería posible el desarrollo de mejores investigaciones que se traduzcan en estrategias de intervención más efectivas.

Comunicación neuronal en vivo y directo

Para lograr esto, los investigadores desarrollaron una serie de sensores de acetilcolina sobre la base de receptores acoplados a proteína G, los cuales tienen la sensibilidad, especificidad, fotoestabilidad y otras propiedades adecuadas, para monitorear las señales de este neurotransmisor en vivo y directo.

Gracias al sensor, las neuronas se iluminan cada vez que se comunican. Créditos: Zhu Lab, University of Virginia School of Medicine.

Posteriormente, estos sensores fueron validados a partir de transfección, en diferentes tipos de células, tanto neuronales como no neuronales, de diferentes especies animales.

De esta forma, se observó que los sensores de acetilcolina respondían selectivamente ante el neurotransmisor a partir de señales fluorescentes que se captaban mediante microscopía de epifluorescencia.

Por lo tanto, los investigadores concluyen que esta innovadora técnica se corresponde con una herramienta sencilla y fácilmente aplicable para evaluar la transmisión colinérgica en diversos procesos biológicos, lo que representa una esperanza para la comprensión de los procesos neurológicos, tanto sanos como patológicos.

Referencia: A genetically encoded fluorescent acetylcholine indicator for in vitro and in vivo studies, (2018). https://doi.org/10.1038/nbt.4184

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