Las oscilaciones anormales en las neuronas que controlan el movimiento, que probablemente causan los temblores que caracterizan la enfermedad de Parkinson, se han informado durante mucho tiempo en pacientes con la enfermedad. Ahora, los investigadores de la Universidad de Buffalo que trabajan con células madre informan que han reproducido estas oscilaciones en un petriplato, allanando el camino para formas mucho más rápidas de detectar nuevos tratamientos o incluso una cura para la enfermedad de Parkinson.
El artículo se publica en línea en Informes de celda .
"Con este nuevo hallazgo, ahora podemos generar en un plato la falla neuronal que es similar a lo que ocurre en el cerebro de un paciente de Parkinson", dijo Jian Feng, PhD, autor principal del artículo y profesor en el Departamento deFisiología y biofísica en la Escuela de Medicina y Ciencias Biomédicas de Jacobs en la UB. "Se pueden implementar una variedad de estudios y esfuerzos de descubrimiento de fármacos en estas neuronas humanas para acelerar el descubrimiento de una cura para la enfermedad de Parkinson".
El trabajo proporciona una plataforma útil para comprender mejor los mecanismos moleculares que funcionan en la enfermedad, agregó.
explosiones rítmicas
Las oscilaciones cerebrales anormales salieron a la luz hace décadas cuando algunos pacientes de Parkinson comenzaron a someterse a una estimulación cerebral profunda como tratamiento una vez que sus medicamentos dejaron de ser efectivos. Los neurocirujanos que realizaban el procedimiento notaron estallidos rítmicos de actividad u oscilaciones entre las neuronas de los pacientes cuando usaban electrodosanular la actividad cerebral para estimular el cerebro.
"Nuestros cuerpos se mueven porque existe una coordinación entre la contracción y la relajación de nuestros músculos", explicó Feng. "Todo está exquisitamente sincronizado dentro de la estructura del cerebro llamada ganglios basales".
Las explosiones rítmicas de actividad u oscilaciones que los neurocirujanos vieron en los cerebros de los pacientes de Parkinson indicaron que algo en ese sistema se había descompuesto, pero exactamente cómo no estaba claro.
sin sentido neuronal
Feng y sus colegas generaron células madre pluripotentes inducidas iPSC de las células de la piel de pacientes con mutaciones en el gen parkin. Años antes, el equipo de Feng había utilizado la misma tecnología para descubrir que estas mutaciones causan la enfermedad de Parkinson al interrumpir las acciones dedopamina, que es necesaria para el movimiento físico normal. Cuando no hay suficiente dopamina, se produce un desequilibrio en la neurotransmisión, que finalmente resulta en la enfermedad de Parkinson.
"Lo que encontramos en nuestra nueva investigación es bastante dramático", dijo. "Cuando registramos la actividad eléctrica en las neuronas con mutaciones de parkin, se podían ver claramente las oscilaciones".
Las mutaciones inducen un cambio en la forma en que las neuronas se comunican, dijo Feng.
"Normalmente, la comunicación entre estas neuronas no es repetitiva", dijo, "pero en este caso, sospechamos que la oscilación reduce el contenido de información que se transmite. Es casi como un tartamudeo, como si ahora la neurona no pudiera entender elinstrucciones para el movimiento normal. Todas las neuronas 'oyen' no tienen sentido "
Para asegurarse de que las oscilaciones fueron causadas por mutaciones de parkin, los investigadores utilizaron un virus para rescatar las mutaciones. Con el parkin normal en la neurona, las oscilaciones desaparecieron.
drogas potenciales
"Esta investigación nos brinda una forma muy agradable de detectar drogas porque el fenotipo es muy parecido a lo que está sucediendo en el cerebro", dijo Feng. "Cualquier cosa que bloquee la oscilación en el plato podría ser un posible candidato a droga".Esta idea llevó a discusiones con Q-State Biosciences, una startup desarrollada por los profesores de la Universidad de Harvard Adam E. Cohen, PhD, y Kevin Eggan, PhD, que se enfoca en las células madre y las tecnologías optogenéticas.
Feng señaló que la investigación de la UB fue extremadamente tediosa. Las neuronas tuvieron que cultivarse durante más de 100 días y el medio necesitaba cambiarse cada dos días. Q-State Biosciences está interesada en desarrollar una técnica de alto rendimiento, lo queser muy valioso para las compañías farmacéuticas que desean evaluar rápidamente posibles candidatos a medicamentos para la enfermedad de Parkinson.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Buffalo . Original escrito por Ellen Goldbaum. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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