La mayoría de las enfermedades son causadas por procesos de señalización celular aberrantes y se necesita investigación básica en señalización celular para identificar objetivos para futuros enfoques terapéuticos, especialmente en los casos en los que actualmente no se dispone de curas o tratamientos efectivos.
La optogenética celular utiliza la luz para controlar con precisión la señalización celular en el espacio y en el tiempo, lo que la convierte en una técnica invaluable para la investigación de enfermedades. Sin embargo, este método potencialmente revolucionario ha sido difícil de usar para muchos investigadores ya que, durante largos períodos de tiempo,la luz por sí misma puede tener efectos adversos en los sistemas biológicos y las herramientas optogenéticas pueden inactivarse inesperadamente rápidamente.
Ahora, investigadores de la Universidad de Turku en Finlandia, en colaboración con el Hospital Universitario de Frankfurt en Alemania, han desarrollado una forma novedosa de aprovechar el fenómeno mecánico cuántico de la transferencia de energía de resonancia para diseñar herramientas optogenéticas que sean más sensibles a la luz.El método también informa al usuario exactamente cuándo una herramienta optogenética se va a inactivar en las células. Si se requiere actividad continua, se puede volver a aplicar la cantidad justa de luz adicional para reactivar la herramienta.
Combinando estos avances con las herramientas y el conocimiento existentes, los investigadores pudieron diseñar y construir herramientas optogenéticas más eficientes para investigar las vías de señalización. Con las herramientas mejoradas, estudiaron dos medicamentos de quimioterapia comunes que se sabe que causan efectos secundarios en las neuronas y causan dolor neuropático.Las nuevas herramientas revelaron cómo las vías activadas e inhibidoras contribuyen a las acciones de estos fármacos en la vía asociada a la enfermedad investigada.
"Ahora podemos desarrollar herramientas más poderosas para comprender con precisión cómo las condiciones dañinas interrumpen la señalización en las células vivas. Es probable que esta información nos ayude a identificar objetivos y diseñar mejores compuestos terapéuticos para afecciones como el dolor neuropático inducido por quimioterapia", dice LiliLi, autor principal del estudio e investigador postdoctoral en el Centro de Biociencia de Turku.
"Todavía existe un potencial considerable para explotar aún más estos fenómenos de la mecánica cuántica para diseñar métodos cuantitativos e informativos aún mejores en biología y medicina, que podrían respaldar el descubrimiento futuro de nuevos enfoques terapéuticos", agrega el autor principal del estudio Michael Courtney.
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Materiales proporcionado por Universidad de Turku . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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