El cerebro humano está formado por cientos de millones de células. Muchas de estas células y sus funciones aún se desconocen. Esto está a punto de cambiar con una nueva tecnología que se está utilizando por primera vez en el Centro de Investigación del Cerebroen MedUni Vienna y Karolinska Institutet en Estocolmo. Al combinar los métodos tradicionales de identificación de células bajo un microscopio y la llamada "secuenciación de ARN de una sola célula", es posible identificar todos los componentes básicos de cualquier célula excitable ".la forma de poder mapear muchas, si no todas, las neuronas y sus funciones en poco tiempo ", explica el investigador principal Tibor Harkany, Jefe del Departamento de Neurociencias Moleculares en MedUni Viena.
Hasta ahora, solo hemos podido estudiar las neuronas basadas en un conjunto de premisas científicas y determinar o "buscar" su función sobre la base de un conocimiento a priori de su morfología ¿cómo se ve la célula?,bioquímica ¿qué contiene? y con qué socios se puede comunicar una célula ". Esto ha dificultado el análisis de nuevos tipos de neuronas para las cuales no tenemos marcadores anatómicos, bioquímicos o electrofisiológicos. La neurociencia necesita enfoques radicalmente nuevos para el diagrama"La identidad de todas las neuronas y otros tipos de células no neuronales en el cerebro", explica Harkany. "Cualquier método nuevo que nos ayude a comprender mejor el cerebro y sus componentes celulares tiene relevancia directa en nuestra búsqueda de nuevas terapias paratratar enfermedades neuropsiquiátricas y relacionadas con la edad "
Catálogo y árbol genealógico de todos los ARNm
Usando la nueva tecnología, que se está aplicando conjuntamente por primera vez en el mundo en colaboración entre MedUni Vienna y Karolinska Institutet, ahora es posible examinar cada celda y compilar una lista exacta de sus componentes sin ningún conocimiento previo- y al mismo tiempo evaluar su actividad y función en el cerebro en relación con comportamientos específicos. Miles de genes están activos en un momento dado en una sola neurona ". Esto nos permitirá compilar un catálogo representativo de moléculas de ARNm enlas neuronas y podemos usar esto, por ejemplo, para diferenciar varios subtipos neuronales y comparar células sanas y enfermas o neuronas jóvenes con viejas. Esta tecnología es un avance revolucionario, porque nos permite registrar los determinantes moleculares de la identidad neuronal ", diceLas moléculas de ARNm de Harkany son ácidos ribonucleicos monocatenarios que llevan el código de todas las proteínas que produce una célula.
"Fue un enorme desafío superar las dificultades técnicas existentes, especialmente para preservar el ARN en un estado que permite análisis cuantitativos y cualitativos reproducibles y de alta calidad incluso cuando se evalúan por primera vez más de cien parámetros de actividad neuronal", agrega Janos Fuzik, el estudio del estudioautor principal. Como tal, la nueva tecnología permite categorizar cómo las neuronas podrían estar relacionadas entre sí, qué subconjuntos funcionan de manera similar, lo que esencialmente los diferencia, y predecir su papel en las redes neuronales y los patrones de respuesta con una precisión sin precedentes.
Harkany: "Entonces podremos compilar un árbol genealógico para neuronas individuales y comprender mejor sus contribuciones específicas a sus redes, por ejemplo, durante los procesos emocionales o de aprendizaje o en la formación de la memoria". Los hallazgos iniciales del estudio incluyeron el descubrimientode cinco subtipos de neuronas que antes eran imposibles de investigar debido a su naturaleza diversa. El estudio también ofrece otro potencial importante para analizar otros tipos de células cerebrales, como los astrocitos o microglia partes del sistema inmune con mayor detalle de lo que erapreviamente posible.
La aplicación exitosa de la nueva tecnología abre nuevas posibilidades para la investigación y la práctica clínica: los puntos de entrada para nuevos medicamentos se pueden identificar más rápidamente, lo que acelera el desarrollo de medicamentos. Al mismo tiempo, el nuevo método también se puede utilizarpara identificar y analizar células excitables en tejidos pancreáticos y cardíacos, o incluso en tumores cerebrales ". De esta forma podremos detectar con precisión y relativamente rápido qué célula no funciona correctamente o si está dañada y, más específicamente, qué está sucediendomal en la célula ", dicen los investigadores del cerebro de MedUni Vienna.
Cinco grupos de investigación en MedUni Viena
En total, se han establecido cinco grupos de investigación en MedUni Vienna. En estos grupos, MedUni Vienna se centra cada vez más en la investigación fundamental y clínica. Los grupos de investigación incluyen imágenes médicas, investigación / oncología del cáncer, medicina cardiovascular, neurociencias médicas e inmunología.El presente trabajo en MedUni Vienna cae dentro del ámbito del grupo de neurociencia médica.
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Materiales proporcionado por Universidad de Medicina de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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