Los científicos de la Universidad de Virginia han demostrado que las neuronas en el cerebro que han sido suplementadas con un gen sintético pueden ser manipuladas remotamente por un campo magnético. El hallazgo tiene implicaciones para el posible tratamiento futuro de una variedad de enfermedades neurológicas, como la esquizofrenia y el Parkinsonenfermedad.
"Es posible que hayamos descubierto un paso importante hacia el desarrollo de una 'herramienta soñada' para controlar de forma remota los circuitos neuronales, manipulando células específicas utilizando productos genéticos diseñados que responden a los imanes", dijo Ali Deniz Güler, profesor de biología de los rayos UVA que dirigió el estudio.en su laboratorio de neurociencia.
El hallazgo se publica en línea esta semana en la revista Neurociencia de la naturaleza .
Michael Wheeler, candidato al doctorado en neurociencia de Güler y UVA, diseñó un gen que puede hacer que una célula detecte la presencia de un campo magnético. Acoplaron un gen que detecta el estiramiento celular con otro gen que funciona como un nanomagnet. Esta combinación sintética se conviertesolo cuando están en presencia de un campo magnético, lo que les permite controlar la actividad neuronal en el cerebro.
"Queríamos activar con magnetismo un conjunto específico de neuronas en el cerebro responsables del placer", dijo Güler.
Utilizando la terapia génica para insertar el gen, expresaron el gen sintético en ratones adultos o en embriones de pez cebra, y presenciaron la activación remota de neuronas en presencia de un campo magnético a través del comportamiento alterado de los animales.
"Hemos validado que podemos encender las células en el cerebro con imanes simples, algo que no se había logrado antes", dijo Güler. "En realidad, estamos provocando respuestas de comportamiento magnéticamente en animales al crear una célula que puede detectar campos magnéticos. Esto podría allanar el camino hacia el tratamiento de enfermedades neurológicas a través del magnetismo. Es preciso y no invasivo ".
Güler y Wheeler llaman a su gen sintético "Magneto", en honor a un personaje de dibujos animados de Marvel Comics que puede alterar los campos magnéticos.
En una serie de pruebas en ratones que utilizaron el gen Magneto para expresar comodidad o placer, los ratones fueron voluntariamente a una cámara de su jaula donde estaba presente el campo magnético, similar a ir allí como si hubiera comida.cuando se apagó el campo magnético, los ratones no mostraron ninguna preferencia particular por esa área de la jaula. Pero cuando se volvió a encender el campo magnético, se movieron nuevamente a esa área de la jaula.
Los ratones sin el gen Magneto no mostraron ningún cambio de comportamiento en presencia de imanes.
"Los ratones estaban pasando el rato en la cámara magnética porque estaban experimentando algo de placer allí, ya que estábamos activando las neuronas de forma remota como señal de recompensa", dijo Wheeler.
En los estudios del equipo sobre embriones de pez cebra, los embriones respondieron a un campo magnético girando, lo que generalmente hacen en respuesta a las presiones en el agua. Cuando se eliminó el campo magnético, los embriones redujeron en gran medida su comportamiento de giro.
"Estos comportamientos de respuesta, en dos especies separadas de animales, validan que las células que contienen el gen sintético se activan en un campo magnético", anotó Wheeler. "Este campo puede penetrar en el cerebro independientemente de la densidad del tejido, como la resonancia magnética,y puede encender circuitos específicos en un momento específico, siempre que el sujeto de prueba esté dentro del campo magnético "
Güler agregó: "Si podemos utilizar la terapia génica para ejercer control sobre las neuronas, existe la posibilidad de modificar o eliminar los efectos de ciertas enfermedades neurológicas mediante el control de las redes neuronales malignas. Nuestro método puede ser un enfoque posible".
Sin embargo, enfatizó que actualmente el método se está utilizando para comprender mejor el desarrollo, la función y la patología del cerebro.
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Materiales proporcionados por Universidad de Virginia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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