Los científicos bajo el liderazgo de la Universidad de Bonn han aprovechado los virus de la rabia para evaluar la conectividad de los trasplantes de células nerviosas: junto con una proteína verde fluorescente, los virus muestran dónde las células de reemplazo injertadas en el cerebro de los ratones se han conectado a la red neuronal del huésped.procedimiento de limpieza que convierte el cerebro en un 'estado similar al vidrio' y microscopía de fluorescencia de lámina de luz se utilizan para visualizar las conexiones del injerto-huésped en una preparación de todo el cerebro. El enfoque abre interesantes perspectivas para predecir y optimizar la capacidad de los trasplantes neurales para funcionar funcionalmenteintegrarse en un sistema nervioso del huésped. Los resultados ya se han publicado en la revista especializada Comunicaciones de la naturaleza .
Muchas enfermedades y lesiones provocan la pérdida de células nerviosas. Los científicos están trabajando para abordar este desafío mediante el trasplante de neuronas. En la enfermedad de Parkinson, por ejemplo, esto se intenta con células nerviosas productoras de dopamina implantadas. La pregunta clave para tales técnicas essi las células implantadas realmente se conectan con la red neuronal existente del cerebro huésped y así compensan la pérdida funcional. "Los métodos anteriores solo proporcionaron una visión incompleta o en muy pequeña escala de la integración funcional de las neuronas implantadas en el cerebro", dice el Prof.Oliver Brüstle del Instituto de Neurobiología Reconstructiva de la Universidad de Bonn y LIFE & BRAIN GmbH.
Explotación de la propagación viral a través de las neuronas
Junto con científicos de diversas disciplinas de la Universidad de Bonn y socios de cooperación de Colonia y Chicago EE. UU., El equipo dirigido por el Prof. Brüstle desarrolló una nueva técnica: "Esto permite que la conexión de células implantadas en todo el cerebro seavisualizado en alta resolución. "La base de esta tecnología la proporcionan los virus de la rabia alterados genéticamente. Los investigadores están explotando el hecho de que estos virus se propagan hacia atrás a través de las uniones de células nerviosas, llamadas sinapsis. El virus de la rabia alterado genéticamente, que ya no es peligrosoa los humanos, lleva una proteína fluorescente. Tras la infección del injerto, las neuronas trasplantadas se vuelven verdes. Al mismo tiempo, el virus 'verde' se propaga hacia atrás a través de las sinapsis establecidas hasta las neuronas del huésped conectadas, que también se vuelven verdes.
Un diagrama de circuito nervioso tridimensional a través de un cerebro transparente
Para visualizar las células marcadas, el equipo primero empleó un procedimiento de limpieza especial. "Esta técnica hace posible que el cerebro se vuelva completamente transparente, casi como un vidrio", dice el Dr. Martin Schwarz del Departamento de Epileptología de Bonn, quien perfeccionóA continuación, el cerebro transparente se estudia capa por capa, similar a la tomografía computarizada, utilizando lo que se conoce como un microscopio de fluorescencia de hoja de luz, que el profesor Ulrich Kubitscheck y su equipo del Instituto de Química Física y Teórica de la Universidad de Bonndesarrollado específicamente para este propósito.
"Con esta técnica, el cerebro se escanea en alta resolución en más de 1000 secciones ópticas virtuales; los datos luego se reconstruyen en tres dimensiones", explica el profesor Kubitscheck. "A medida que las neuronas implantadas y las células nerviosas del receptor conectadas a ellas se iluminanen verde, se puede crear un mapa cerebral tridimensional que delimite todas las células receptoras conectadas al trasplante, el conectoma del injerto ", dice el Dr. Jonas Doerr, primer autor del estudio junto con Martin Schwarz.
A medida que el tejido cerebral en sí se vuelve invisible después del procedimiento de limpieza, los investigadores en un último paso alinearon los mapas fluorescentes con datos neuroanatómicos generados a través de tomografía por resonancia magnética de cerebros de ratón. "Similar a las ciudades en un globo, todas las células marcadas enel verde se puede asignar a distintos territorios anatómicos ", dice el profesor Mathias Hoehn del Instituto Max Planck para la Investigación del Metabolismo en Colonia, cuyo grupo realizó estos cálculos.
Gran potencial para el desarrollo de trasplantes de células nerviosas
"Nuestros hallazgos muestran que las neuronas trasplantadas se integran de una manera notablemente específica de la región en los diferentes sitios de trasplante", informa el profesor Brüstle. Los investigadores esperan que el nuevo enfoque sea particularmente útil para estudiar y optimizar la capacidad de los trasplantes neuronalespara conectarse con el cerebro del huésped antes de que se utilicen para la terapia clínica. Como siguiente paso, planean utilizar el sistema de la rabia para investigar cómo las células productoras de dopamina humana pueden conectarse mejor al cerebro de ratones con síntomas similares a los de Parkinson inducidos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Bonn . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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