Los renacuajos ciegos pudieron procesar información visual de los ojos injertados en sus colas después de ser tratados con un fármaco neurotransmisor de molécula pequeña que aumentaba la inervación, la integración y la función de los órganos trasplantados, según un artículo publicado en línea hoy por investigadores del AllenDiscovery Center en la Universidad de Tufts en npj medicina regenerativa , una revista de Nature Research. El trabajo, que utilizó un reactivo farmacológico ya aprobado para su uso en humanos, proporciona un mapa de ruta potencial para promover la inervación, el suministro de nervios a una parte del cuerpo, en medicina regenerativa.
Los investigadores buscaron comprender mejor cómo se integran los nervios nacientes de estructuras re-crecidas o implantadas en un huésped. La falta de inervación e integración puede ser una barrera en la medicina regenerativa, particularmente para los órganos sensoriales que deben formar conexiones con el huésped paraComunicar información auditiva, visual y táctil.
En un esfuerzo por identificar formas de aumentar la inervación, los investigadores injertaron ojos en el tronco de las colas de renacuajos ciegos. Luego trataron a los animales con Zolmitriptán, un compuesto que activa los receptores de serotonina 1B y 1D 5-HT1B / D,que se han asociado con el desarrollo neural. Los renacuajos tratados mostraron un aumento significativo en la inervación del injerto sin cambios en el sistema nervioso original del huésped.
Luego, los investigadores probaron la capacidad de los renacuajos para distinguir el color mediante la creación de una prueba en la que se desaconsejaba que los renacuajos ocuparan un espacio rojo a favor de uno azul. El setenta y seis por ciento de los renacuajos videntes pasaron la prueba. Solo el 3 por ciento delos renacuajos ciegos pasaron la prueba, mientras que el 11 por ciento de los renacuajos ciegos con injertos oculares lo hicieron, pero entre los renacuajos con injertos oculares que habían sido tratados con 5-HT1B / D y habían visto inervación del injerto como resultado, el 29 por ciento aprobó la prueba.
Además de probar la capacidad de los renacuajos para detectar el color, los investigadores también probaron la verdadera visión de formación de imágenes, determinando la capacidad de los renacuajos de seguir patrones ópticos que giran en sentido horario y antihorario. Se colocaron platos de renacuajos sobre una pantalla LCDmostrando patrones de racimos triangulares que giran ligeramente cada segundo. El ochenta por ciento de los renacuajos videntes siguieron el patrón en comparación con el 38 por ciento de los renacuajos ciegos y el 32 por ciento de los renacuajos con injertos oculares no tratados. Por el contrario, el 57 por ciento de los renacuajos con injertos oculares inervados inducidos por la exposición ael fármaco agonista 5-HT1B / D pudo seguir los patrones de rotación. Es importante destacar que este fármaco se usa actualmente para el tratamiento de la migraña en pacientes humanos, proporcionando una prueba del principio de reutilizar fármacos neurotransmisores para la medicina regenerativa en general, ypara el control de la inervación y la funcionalidad del órgano trasplantado específicamente.
"Para que la medicina regenerativa avance y permita la reparación de tejidos dañados y sistemas de órganos, necesitamos entender cómo promover la inervación e integración de los órganos trasplantados", dijo el autor correspondiente del artículo, Michael Levin, Ph.D., VannevarBush, profesor de biología y director del Centro Allen Discovery de Tufts y del Centro Tufts de Biología Regenerativa y del Desarrollo. "Esta investigación ayuda a iluminar una forma de promover la inervación y establecer conexiones neuronales entre el sistema nervioso central del huésped y un implante, utilizando un humanoaprobado por fármaco de molécula pequeña "
Si bien los estudios han examinado cómo las interfaces hombre-máquina, incluidos los implantes cocleares y las prótesis retinianas, se pueden usar para tratar la sordera y la ceguera, esta investigación examina la plasticidad cerebro-cuerpo utilizando la neurogénesis novedosa para integrar implantes biológicos, agregó el coautor DouglasBlackiston, asociado post-doctoral, Departamento de Biología y Centro de Biología Regenerativa y del Desarrollo, Universidad de Tufts.
"El hecho de que los ojos injertados en nuestro sistema modelo pudieran transmitir información visual, incluso cuando las conexiones directas al cerebro estaban ausentes, sugiere que el sistema nervioso central contiene una capacidad notable para adaptarse a los cambios tanto en la función como en la conectividad", dijo Blackiston.
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Materiales proporcionado por Universidad de Tufts . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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