Medicina

Idean nuevas técnicas para estudiar la química cerebral neurona a neurona


Investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han desarrollado herramientas para estudiar la química cerebral, neurona por neurona.

Las técnicas analíticas pueden explorar la distribución espacial y temporal de moléculas biológicamente importantes, como la vitamina E, y hacer un reconocimiento de los mensajeros químicos que operan detrás del pensamiento, la memoria y las emociones.

En la mayoría de los órganos, las células adyacentes no tienen diferencias significativas en su composición química. En el cerebro, sin embargo, las diferencias químicas entre neuronas son críticas para su operación, y las conexiones entre células son cruciales para codificar la información o controlar sus funciones.

Fraccionando rebanadas de tejido cerebral en millones de pedazos del tamaño de una célula, cada uno de los cuales puede ser examinado por técnicas espectrométricas, el químico Jonathan Sweedler (director del Centro de Biotecnología en la citada universidad) y sus colegas pueden realizar un perfil celular, examinando la señalización intercelular, la distribución espacial de nuevos neuropéptidos, y seguir la liberación de productos químicos de una manera que depende de la actividad.

Usando estas técnicas, el grupo de Sweedler ya ha descubierto muchos neuropéptidos nuevos en una amplia variedad de modelos neuronales, desde los de moluscos hasta los de mamíferos.

Estudio química cerebral
Jonathan Sweedler (Foto: University of Illinois )
Trabajando con babosas de mar cuya sencilla materia gris contiene 10.000 neuronas, con insectos que poseen un millón neuronas, y con ratones de 100 millones de neuronas, pueden examinar el funcionamiento de operaciones básicas como el control neuronal del comportamiento y la memoria de largo plazo.

El grupo de Sweedler también desarrolló un método para observar la distribución de moléculas más pequeñas en células cerebrales. Han estado trabajando con imágenes subcelulares de la vitamina E en la babosa de mar Aplysia californica.

Los investigadores utilizaron protocolos innovadores de muestreo y tecnología para identificar y trazar un mapa de la presencia de vitamina E en las membranas de neuronas aisladas. "Para nuestra sorpresa, encontramos que la vitamina E no era distribuida uniformemente en la membrana neuronal", relata Sweedler. "En lugar de eso, la vitamina E fue concentrada en donde la neurona directamente se extiende para conectarse con otras neuronas".

La localización subcelular de la vitamina E, que había sido imposible obtener en el pasado, apoya otro trabajo que sugiere que esta vitamina ostenta un papel activo en los mecanismos de transporte y señalización celular de las neuronas.

Entender la química que tiene lugar dentro de cada neurona y en su relación con otras, sin duda conducirá a una mejor comprensión del funcionamiento tanto de los cerebros sanos como de los enfermos.


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