La serotonina es un neurotransmisor que es en parte responsable de los sentimientos de felicidad y de la regulación del estado de ánimo en los humanos. Esto lo convierte en un objetivo común para los antidepresivos, que impiden que la serotonina sea reabsorbida por las neuronas después de que haya enviado su señal, por lo que una mayor cantidad permanece flotantealrededor del cerebro
Ahora los investigadores del MIT han desarrollado una técnica de imagen que, por primera vez, permite el mapeo tridimensional de la serotonina a medida que se reabsorbe en las neuronas, a través de múltiples regiones del cerebro vivo. Esta técnica, dicen los investigadores, brinda una visión sin precedentes dedinámica de la serotonina, y podría ser una herramienta poderosa para la investigación y el desarrollo de antidepresivos.
"Hasta ahora, no era posible observar cómo se transportan los neurotransmisores a las células a través de grandes regiones del cerebro", dice Aviad Hai, un postdoc en el Departamento de Ingeniería Biológica y primer autor de un artículo que describe la técnica en la actualidad.cuestión de neurona . "Es la primera vez que puede ver los inhibidores de la recaptación de serotonina, como los antidepresivos, que funcionan en diferentes partes del cerebro, y puede usar esta información para analizar todo tipo de fármacos antidepresivos, descubrir nuevos y ver cómolas drogas afectan el sistema de serotonina en el cerebro "
Los otros autores del artículo son Alan Jasanoff, profesor de ingeniería biológica; y otros tres investigadores en el laboratorio de Jasanoff: Lili X. Cai, Taekwan Lee y Victor S. Lelyveld.
recaptación de medición
Muchos antidepresivos que se dirigen a la serotonina funcionan al bloquear los transportadores de serotonina que reabsorben el neurotransmisor en una neurona, por lo que puede reutilizarse después de que haya enviado una señal química. Acertadamente llamados "inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina" ISRS, estos medicamentos aumentan los niveles deserotonina en el cerebro, aliviando los sentimientos de ansiedad y depresión causados por los bajos niveles del neurotransmisor.
Los investigadores estudian más comúnmente el efecto de los antidepresivos usando una técnica conocida como microdiálisis, en la cual insertan una sonda en el cerebro para tomar pequeñas muestras químicas del tejido. Pero este método es lento y tiene un alcance limitado, ya que permiteque estudien solo una ubicación a la vez.
Para la nueva técnica de imagen, los investigadores diseñaron una proteína para que actúe como un sensor que se adhiere a la serotonina y se desprende en el momento de la recaptación. El sensor se inyecta, junto con la serotonina, y emite una señal que puede ser leída por un magnético funcionalimágenes de resonancia fMRI. El truco es que el sensor permanece apagado, emitiendo una señal baja, cuando se une a la serotonina, y se enciende, creando una señal mucho más brillante, cuando se elimina la serotonina.
En el nuevo sistema, un modelo matemático utiliza los datos de la señal fMRI para construir un mapa tridimensional que consta de más de 1,000 vóxeles píxeles en tres dimensiones, con cada vóxel representando un único punto de medición de la recaptación de serotonina.En la intensidad de la señal en cada punto, el modelo calcula la cantidad de serotonina que se absorbe, en presencia y ausencia de ISRS.
"Básicamente, lo que hemos visto en este trabajo es un método para medir la cantidad de neurotransmisores que se está [absorbiendo] y cómo esa cantidad, o tasa, se ve afectada por diferentes fármacos ... de manera muy paralelaen gran parte del cerebro ", dice Jasanoff. Esa información podría ser muy valiosa para evaluar la eficacia de los medicamentos, dice.
Mapeo dinámico antidepresivo s
Para validar el sensor, los investigadores midieron con éxito el efecto esperado de la fluoxetina ISRS, comúnmente llamada Prozac, en los transportadores de serotonina en seis subregiones de un área cerebral conocida como ganglios basales. Se cree que estas subregiones juegan un papel en la motivación,recompensa, cognición, aprendizaje, emoción y otras funciones y comportamientos.
Al hacerlo, los investigadores registraron simultáneamente una disminución más fuerte de la recaptación de serotonina en respuesta al Prozac en tres de las subregiones, al tiempo que notaron una respuesta muy débil en otra región. Estos resultados fueron, más o menos, anticipados, dice Jasanoff."Pero ahora podemos mapear ese efecto en tres dimensiones, en todas las regiones del cerebro", dice, lo que podría conducir a avances en el estudio de los efectos de las drogas en partes específicas del cerebro.
Pero los investigadores descubrieron un hallazgo sorprendente. Mientras cartografiaban los efectos de un inhibidor de la recaptación del transporte de dopamina, hecho para atacar solo a la dopamina, encontraron que la droga redujo la recaptación de serotonina, en un grado comparable al de los ISRS, en tres subregiones, uno de los cuales es conocido por la alta expresión del transportador de dopamina. Estudios anteriores habían indicado que las proteínas del transportador de dopamina pueden ayudar en los niveles bajos de recaptación de serotonina, pero los nuevos hallazgos muestran que el efecto está muy extendido en el cerebro vivo, dice Jasanoff.
Este experimento proporciona más pruebas de una fuerte interacción entre los sistemas de serotonina y dopamina, e indica que los antidepresivos pueden ser menos efectivos cuando se dirigen a uno solo de los dos neurotransmisores, dice Hai. "Puede que no sea suficiente simplemente bloquear la recaptación de serotonina,porque hay otro sistema, la dopamina, que también juega un papel en el transporte de serotonina ", dice." Es casi una prueba de que cuando usas antidepresivos que ... apuntan a ambos sistemas, podría ser más efectivo ".
Los siguientes pasos para los investigadores son explorar diferentes regiones del cerebro con este sensor, incluido el rafe dorsal, que produce la mayor parte de la serotonina del cerebro. También están fabricando otro sensor basado en nanopartículas que es más sensible que uno usado paraeste estudio.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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