Una versión genéticamente modificada del virus de la rabia está ayudando a los científicos de Harvard trazar las vías neuronales en el cerebro, un esfuerzo de investigación que algún día podría conducir a tratamientos para la enfermedad de Parkinson y la adicción.
Como se describe en un artículo publicado el 7 de junio en la revista Neuron, un equipo de investigadores dirigido por el profesor asociado de Biología Molecular y Celular Biología Uchida Naoshige utiliza el virus para crear la lista completa por primera vez de los insumos que se conectan directamente a las neuronas de dopamina en dos las regiones del cerebro, el área tegmental ventral (VTA), conocido por procesamiento de la recompensa, y la sustancia negra (SNC), conocido por el control del motor.
«Usted puede estar familiarizado con la conectoma plazo», explica Uchida. «La idea básica es que queremos entender el cerebro en términos de conectividad y los diversos tipos de células En este caso, estamos analizando las conexiones de largo alcance;. Es decir, cómo en otras partes del cerebro se conectan directamente a las neuronas de dopamina. Las neuronas de dopamina se cree que son importantes para el procesamiento de la recompensa y la regulación de la salida del motor.
«Mediante la comprensión de sus insumos, que podría ser capaz de entender mejor cómo la función de las neuronas de dopamina está regulado, y, a su vez, cómo la adicción que sucede, y cómo la enfermedad de Parkinson y otras de control de motores trastornos se ven afectados por problemas con las neuronas de dopamina», Uchida continuó. «Y debido a que esta aplicación nos ofrece datos muy cuantitativos, es posible que esta es una técnica que podría ser útil para atacar las causas de esas enfermedades.»
La creación de ese diagrama de conectividad, sin embargo, no es nada fácil. Mientras tanto el ATV y el SNC se sabe que tienen altas concentraciones de las neuronas de dopamina, Uchida elegido para examinar las dos áreas porque las células de las dos regiones disparar de manera diferente.
«Queríamos saber cuál era la diferencia, por lo general», dijo Uchida. «Es por eso que en comparación con las entradas de ambas estructuras. Sobre la base de cómo las neuronas se conectan otras no, podemos empezar a explicar por qué estas dos regiones del cerebro hacen cosas diferentes.»El desafío, sin embargo, es que las neuronas de dopamina se empaquetan en regiones relativamente pequeñas con varios otros tipos de células. Para asegurarse de que sólo estaban observando las neuronas de dopamina, los investigadores recurrieron a un organismo más conocido para las neuronas perjudiciales – el virus de la rabia.Antes de que se infectan por ingeniería genética, los ratones con el virus de la rabia, sin embargo, lo primero que se inyectan a los animales con un par de «ayudante» de virus.
Las causas primeras neuronas de la dopamina que producen una proteína receptora, es decir, el virus de la rabia sólo puede infectar a las neuronas de dopamina, mientras que la segunda restaura la capacidad del virus para «saltar» de una neurona a otra.Los ratones se infectan entonces con una versión del virus de la rabia que ha sido genéticamente modificados para producir una proteína fluorescente, permitiendo a los investigadores a rastrear el virus, ya que se une con las neuronas de dopamina y, a continuación salta a las células que unen directamente a las neuronas.
Los resultados, como se muestra en imágenes del cerebro de un ratón que muestra la riqueza de las conexiones con las neuronas de dopamina, muestran que un número de regiones del cerebro – incluyendo algunas áreas hasta ahora desconocidas – se conectan a las neuronas de dopamina.»Hemos encontrado algunas conexiones nuevas, y nos encontramos con algunos que se sospecha estaban allí, pero que no se entiende bien», dijo Uchida. «Por ejemplo, hemos encontrado que hay conexión entre el córtex motor y el SNC, que puede estar relacionado con papel SNc neuronas de dopamina en el control del motor.
«Otras conexiones, sin embargo, era más interesante», continuó. «Hemos descubierto que el núcleo subtalámico preferentemente se conecta a las neuronas SNc – que es particularmente importante debido a que la región es un objetivo popular para la estimulación cerebral profunda como tratamiento para el Parkinson».A menudo se utiliza como tratamiento para el Parkinson y una variedad de otros trastornos, la estimulación cerebral profunda consiste en implantar un dispositivo llamado marcapasos cerebral, en el cerebro de un paciente. Entonces, el dispositivo estimula eléctricamente regiones específicas del cerebro, ayudando a mitigar los síntomas de la enfermedad.»El mecanismo de cómo funciona la estimulación cerebral profunda no es totalmente conocido», dijo Uchida. «Hubo especulaciones de que podría haber sido neuronas inhibidoras en el núcleo subtalámico, pero nuestros resultados sugieren, porque no hay una conexión directa entre las neuronas y las neuronas de dopamina en el SNC, que en realidad es la activación de las neuronas.
No creo que esto explica todo el mecanismo de cómo funciona la estimulación cerebral profunda, pero esto puede ser parte de ella. «»Este trabajo nos ofrece también una guía para otras áreas que puedan investigar, por lo que ahora podemos centrarnos en aquellas áreas y el registro de ellos», agregó Uchida. «Este es un paso crítico para futuras investigaciones.»
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