Nueva investigación publicada hoy en Informes científicos ha ideado una forma de rastrear pequeños portadores de mensajes en el cerebro que podrían resultar útiles para diagnosticar y tratar lesiones, infecciones o enfermedades.
El estudio, del laboratorio del profesor asistente David Feliciano en la Facultad de Ciencias de Clemson, utiliza un ratón brillante, apropiadamente denominado "ratón TIGRE", para rastrear el movimiento de partículas ricas en información que se encuentran en los fluidos corporales en todo el cuerpo, llamadovesículas extracelulares EV.
El ratón Transgénico Inducible Green fluorescent protein EV Reporter TIGER sirve como un pequeño paso para que los investigadores comprendan la variedad de funciones EV. Las vesículas contienen "mensajes", en forma de secuencias cortas de ARN o microARN, queactúan como instrucciones para la comunicación intercelular en todo, desde inducir una respuesta inmune hasta ayudar en la formación de neuronas. Las funciones potenciales de los EV son infinitas, ya que las instrucciones distribuidas por las vesículas dependen de las células en las que se originan.
Al emplear el mouse TIGER, los investigadores esperan identificar con mayor facilidad estos tipos de células que liberan EV.
"Hasta este punto, lo máximo que alguien podría hacer es estudiar los VE en líneas celulares, estudiarlos in vitro o trasplantarlos a ratones y estudiarlos de esa manera. De esta manera, podemos estudiar un efecto más interno que los VE tienen enun sistema modelo porque estos ratones son criados con un sistema reportero en sus genes ", dijo Victoria Neckles, una estudiante graduada y primera autora del estudio.
Para generar el ratón, los investigadores confiaron en la recombinación Cre-lox, un tipo de edición de genes que puede activar o desactivar genes específicos mediante la inyección de un conjunto de instrucciones genéticas, llamadas cassette, en una sola célula de un embrión de ratón. Una vezinyectado, el cassette puede integrarse en el genoma del ratón y, a medida que las células se multiplican, el cassette se convierte en uno con el ratón en maduración.
En el estudio de Neckles, los investigadores diseñaron un cassette que puede hacer que los EV se iluminen en verde a través de una proteína llamada proteína fluorescente verde. Cuando el ratón TIGER se une con otro ratón que tiene una enzima única, la recombinasa Cre, entonces el verdeLa fluorescencia se activa en las crías de los ratones. El proceso puede ser más preciso al acoplar el ratón TIGRE a un ratón Cre en el que la recombinasa Cre solo se activa en ciertos tipos de células, lo que significa que solo ciertas células brillarán en la descendencia de la pareja, mientras que otras lo harán.No. En un tercer caso, los investigadores pueden controlar cuándo las células comienzan a brillar complementando la dieta de los cachorros con un medicamento llamado tamoxifeno, que enciende la fluorescencia. Si bien el cambio no es visible a simple vista, la fluorescencia puedese puede ver fotografiando las crías de ratón con un escáner fluorescente o una linterna ultravioleta.
"La utilidad de esto es que en lugar de tener una sopa de guisantes con muchas cosas diferentes, tiene componentes individuales que están etiquetados y sabemos de dónde provienen", dijo Feliciano. "La razón que es importante es porque permitepara ver cómo las diferentes células contribuyen en diferentes estados fisiológicos o fisiopatológicos "
Investigaciones previas en el laboratorio de Feliciano descubrieron que las células madre neurales liberan vesículas extracelulares y luego las microglia, las células inmunes del sistema nervioso central, son las primeras líneas de defensa contra la infección, el daño o la inflamación en el cerebro.Ese estudio significó que las vesículas extracelulares podrían ser diseñadas para dirigir microglia a porciones del cerebro enfermas o dañadas, donde podrían ayudar en la respuesta inmune.
Con el desarrollo del ratón TIGER, Neckles pudo descubrir otro tipo de célula que libera EV: astrocitos, las células gliales del cerebro y la médula espinal que transmiten nutrientes, mantienen el equilibrio iónico y reparan las lesiones del sistema nervioso, entre otras funciones.
"Lo que descubrimos usando el mouse es que los astrocitos liberan EV que ayudan a la microglia a madurar", dijo Neckles. "No sabemos el mecanismo preciso por el cual esto ocurre, pero gracias al mouse, podemos identificarnos enal menos algunas fuentes diferentes de vehículos eléctricos e interpretar cómo funcionan de manera diferente "
La importancia de este trabajo, dice Feliciano, es generar un "atlas" que pueda ayudar en el diagnóstico y tratamiento de una variedad de enfermedades.
"Si tiene un tipo de célula y sabe cómo está cambiando en cualquier enfermedad y cómo cambian los EV que libera, entonces básicamente tiene un atlas: un mapa de información para cada vesícula para cada fuente", Feliciano"Entonces, alguien ingresa a la clínica y tiene una determinada enfermedad con ciertos síntomas. Puede imaginarse tomando sus vesículas de una muestra de sangre, y básicamente tiene un código de barras o una huella digital que coincide con nuestros códigos de barras conocidos. Y podríamosdiga: "Esto se parece a muchos EV de astrocitos, muchos EV enfermos". Y podríamos diagnosticar la enfermedad en base a eso ".
Después de cinco años desde la concepción del estudio, y después de examinar minuciosamente cada dato para desarrollar un ratón transgénico, Feliciano dice que su equipo está en una fase de reagrupación.
"Ahora que hemos resuelto las cosas, podemos preguntar, '¿Qué es lo que más queremos estudiar?' Tenemos la herramienta que nadie tiene, entonces, ¿cuál es la pregunta más importante que podemos responder y contribuir?¿a qué? ", dijo Feliciano.
"El objetivo es ayudar a todos a alcanzar sus objetivos. Cuando todos ganan, tú ganas. Ahora, otros laboratorios que estudian vehículos eléctricos pueden beneficiarse de esta herramienta", agregó.
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Materiales proporcionado por Universidad de Clemson . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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