Los científicos del Instituto Mortimer B. Zuckerman Mind Brain Behavior de la Universidad de Columbia han desarrollado una nueva herramienta viral que expande drásticamente la capacidad de los científicos para investigar la actividad y los circuitos de las células cerebrales o neuronas en el cerebro del ratón. Estos hallazgos resaltan una hazaña innovadorade ingeniería molecular que permite la creación de un mapa más completo de los circuitos celulares del cerebro y ayudará a los investigadores en su camino hacia desentrañar los misterios del cerebro.
Esta investigación se informó hoy en la revista neurona .
"En esencia, cada sensación, pensamiento y movimiento depende de cómo los miles de millones de neuronas del cerebro se comunican a través de un complejo sistema de circuitos", dijo Thomas M. Jessell, PhD, coautor principal del periódico y director del ZuckermanInstituto. "En este estudio, desarrollamos una variedad de rabia que mejora en gran medida nuestra capacidad de mapear estos circuitos, lo que puede dar una idea de cómo estos circuitos dirigen el comportamiento, en la salud y en la enfermedad", agregó el Dr. Jessell, quien también esla profesora Claire Tow de neurociencia y de bioquímica y biofísica molecular en Columbia.
Debido a que la rabia solo infecta las neuronas, los científicos han trabajado durante mucho tiempo para crear una versión modificada y más segura del virus que pueda viajar de una célula a otra en el cerebro, iluminando un camino a medida que avanza, proporcionando un tipo de mapa visual de conexionesLos investigadores habían luchado por encontrar el éxito, hasta hace ocho años, cuando un equipo del Instituto Salk creó un nuevo sistema innovador.
Utilizando la cepa de la rabia normalmente reservada para las inoculaciones, los investigadores de Salk dirigidos por Edward Callaway encontraron una manera de controlar la propagación del virus ajustando manualmente su capacidad de saltar de una célula a otra. Este avance, aunque revolucionario, tuvo inconvenientes.cepa de inoculación, este antiguo virus de la rabia había evolucionado para matar las neuronas y preservar el organismo, lo que provocó la muerte de las neuronas pocos días después de la infección, muy poco tiempo para construir un mapa adecuado de un circuito cerebral.
"Fue como tratar de dibujar un mapa detallado de la ciudad de Nueva York, pero solo tenía un minuto para hacerlo, por lo que se quedó con una imagen lamentablemente incompleta", dijo Thomas Reardon, coprimer autor del artículo y uncandidato doctoral en el Centro Médico de la Universidad de Columbia CUMC. "Entonces, para este estudio, buscamos una versión diferente del virus, que permitiría a las neuronas vivir mucho más tiempo".
Trabajando con el aclamado virólogo Matthias Schnell, PhD, y su equipo en la Universidad Thomas Jefferson, los científicos tomaron esta cepa de rabia y esencialmente neutralizaron el virus para que aún se propagara pero sin matar el organismo. Usando esta nueva cepa, las neuronas enEl cerebro del ratón vivió durante más de un mes, lo que permitió un mayor período de tiempo que nunca para mapear el circuito. El equipo podría dirigir la infección viral tal como lo habían hecho los científicos de Salk, pero sin arriesgarse a la muerte celular prematura.
"Si bien esta cepa es específica para el cerebro del ratón, las aplicaciones para este avance son de largo alcance", dijo Attila Losonczy, MD, PhD, profesora asistente de neurociencia en CUMC, investigadora principal en el Instituto Zuckerman y un co-autor principal de este estudio. "Por ejemplo, los científicos podrían diseñar una carga molecular, unirla al virus de la rabia modificado y controlar neuronas específicas o grupos de neuronas"
"Idealmente, imaginamos una cepa del virus de la rabia que sería tan segura y tan maleable que podemos alistarla para combatir enfermedades del cerebro", dijo Andrew Murray, PhD, becario postdoctoral en CUMC y coautor del primer autordel documento "Esperamos que los científicos puedan mejorar nuestra cepa y transformar el virus de la rabia en un vector para combatir enfermedades".
"Nuestro estudio también habla de un tema más amplio en la ciencia: que las herramientas científicas más revolucionarias no se originan en el laboratorio, sino que provienen de la naturaleza misma", agregó Reardon. "La evolución ya ha inventado el virus de la rabia, todos nosotroslo que tenía que hacer era cooptarlo "
Este artículo se titula: "La cepa CVS-N2c? G del virus de la rabia mejora la transferencia sináptica retrógrada y la viabilidad neuronal". Contribuyentes adicionales incluyen Gergely Turi, PhD, Christoph Wirblich y Katherine Croce.
Esta investigación fue apoyada por la Fundación McKnight, la Fundación de Investigación del Cerebro y el Comportamiento NARSAD, los Institutos Nacionales de Salud NS0332245, el Proyecto ALS y el Instituto Médico Howard Hughes.
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Materiales proporcionado por El Instituto Zuckerman de la Universidad de Columbia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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