Microgota que permite la extracción del líquido intersticial de las células neuronales. © Guillaume Petit-Pierre.-
Investigadores suizos han desarrollado un sistema innovador que permite medidas neuroquímicas de nuestro cerebro. Consiste en reunir y analizar minúsculas gotas del líquido cerebral con la finalidad de obtener información para diagnosticar y tratar enfermedades degenerativas.
En neurología, la electricidad se usa con frecuencia para estimular y leer las señales del cerebro. Sin embargo, las reacciones químicas de nuestras neuronas a estos estímulos son poco conocidas.
Analizar adecuadamente estas reacciones permite obtener nuevos datos para conocer mejor los mecanismos cerebrales implicados en la degeneración cerebral que provoca enfermedades como el Alzheimer o el Parkinson.
Según explica uno de los autores de esta investigación, Guillaume Petit-Pierre, en un comunicado, existen dos lecturas posibles de las neuronas: una eléctrica y otra química. La primera permite obtener información limitada, como la frecuencia o el ritmo que usan las neuronas para comunicarse.
La segunda lectura permite analizar las proteínas, los iones y neurotransmisores contenidos en el líquido intersticial, que es el líquido contenido en el intersticio, o espacio entre las células. Este líquido cerebral proporciona acceso a informaciones suplementarias, más allá de las neuronas, que permiten obtener una imagen global del metabolismo de los tejidos cerebrales.
Para conseguir ambas lecturas, los investigadores han desarrollado una herramienta capaz de reunir las reacciones neuroquímicas estableciendo una conexión eléctrica con los tejidos cerebrales.
Esta herramienta contiene micro-canales del ancho de medio cabello y electrodos, se coloca en el tejido cerebral y aspira el líquido intersticial. Los electrodos, situados en la parte exterior de la herramienta, quedan situados muy cerca del interfaz que aspira el líquido, lo que permite una medida muy precisa.
A su vez, los micro-canales permiten generar micro-gotas de este líquido que son muy pequeñas y concentradas. Estas gotas se crean directamente en la punta de la herramienta, lo que permite conservar una resolución temporal muy fuerte, necesaria para el análisis correcto de los datos.
A continuación, estas gotas se depositan sobre una plataforma de análisis desarrollada también por estos mismos investigadores y son vaporizadas con un láser, procediéndose entonces a analizar los residuos gaseosos resultantes.
En neurología, la electricidad se usa con frecuencia para estimular y leer las señales del cerebro. Sin embargo, las reacciones químicas de nuestras neuronas a estos estímulos son poco conocidas.
Analizar adecuadamente estas reacciones permite obtener nuevos datos para conocer mejor los mecanismos cerebrales implicados en la degeneración cerebral que provoca enfermedades como el Alzheimer o el Parkinson.
Según explica uno de los autores de esta investigación, Guillaume Petit-Pierre, en un comunicado, existen dos lecturas posibles de las neuronas: una eléctrica y otra química. La primera permite obtener información limitada, como la frecuencia o el ritmo que usan las neuronas para comunicarse.
La segunda lectura permite analizar las proteínas, los iones y neurotransmisores contenidos en el líquido intersticial, que es el líquido contenido en el intersticio, o espacio entre las células. Este líquido cerebral proporciona acceso a informaciones suplementarias, más allá de las neuronas, que permiten obtener una imagen global del metabolismo de los tejidos cerebrales.
Para conseguir ambas lecturas, los investigadores han desarrollado una herramienta capaz de reunir las reacciones neuroquímicas estableciendo una conexión eléctrica con los tejidos cerebrales.
Esta herramienta contiene micro-canales del ancho de medio cabello y electrodos, se coloca en el tejido cerebral y aspira el líquido intersticial. Los electrodos, situados en la parte exterior de la herramienta, quedan situados muy cerca del interfaz que aspira el líquido, lo que permite una medida muy precisa.
A su vez, los micro-canales permiten generar micro-gotas de este líquido que son muy pequeñas y concentradas. Estas gotas se crean directamente en la punta de la herramienta, lo que permite conservar una resolución temporal muy fuerte, necesaria para el análisis correcto de los datos.
A continuación, estas gotas se depositan sobre una plataforma de análisis desarrollada también por estos mismos investigadores y son vaporizadas con un láser, procediéndose entonces a analizar los residuos gaseosos resultantes.
Sistema inédito
Tanto la herramienta como el método son totalmente originales, destacan los investigadores, ya que en la actualidad sólo existe una única herramienta para el análisis neuroquímico. Se llama microdiálisis, pero sus resultados están limitados por la velocidad o la resolución de la medida.
Otra ventaja del nuevo método es que permite reunir informaciones de forma mínimamente invasiva. Hasta ahora, los investigadores tenían que trabajar directamente sobre el cerebro de las ratas experimentales expuestas a enfermedades degenerativas, que eran sacrificadas después de cada medición.
En este estudio, publicado en Nature Communications, los investigadores se han concentrado sobre los elementos químicos, como el calcio, el sodio y el potasio, del líquido intersticial. Esto les ha permitido validar las medidas efectuadas en el cerebro de las ratas, con la finalidad de analizar las proteínas y los neurotransmisores para utilizarlos en la investigación sobre la degeneración cerebral.
Este sistema se podría utilizar para diagnosticar enfermedades como la epilepsia, si se utiliza la electricidad pare medir las señales del córtex, o también para otras terapias, como el Parkinson, si se estimula eléctricamente una parte muy profunda del cerebro.
Estos resultados podrían obtener además una aplicación directa en otros campos de la medicina, señalan los investigadores, que ya trabajan en un proyecto empresarial para crear una herramienta útil para el tratamiento de pacientes que hayan sido víctimas de un aneurisma (dilatación anormal de las paredes de una arteria o una vena). Este catéter, usando la misma metodología, podría remediar una complicación frecuente y grave en estos enfermos con la finalidad de reducir la mortalidad.
Tanto la herramienta como el método son totalmente originales, destacan los investigadores, ya que en la actualidad sólo existe una única herramienta para el análisis neuroquímico. Se llama microdiálisis, pero sus resultados están limitados por la velocidad o la resolución de la medida.
Otra ventaja del nuevo método es que permite reunir informaciones de forma mínimamente invasiva. Hasta ahora, los investigadores tenían que trabajar directamente sobre el cerebro de las ratas experimentales expuestas a enfermedades degenerativas, que eran sacrificadas después de cada medición.
En este estudio, publicado en Nature Communications, los investigadores se han concentrado sobre los elementos químicos, como el calcio, el sodio y el potasio, del líquido intersticial. Esto les ha permitido validar las medidas efectuadas en el cerebro de las ratas, con la finalidad de analizar las proteínas y los neurotransmisores para utilizarlos en la investigación sobre la degeneración cerebral.
Este sistema se podría utilizar para diagnosticar enfermedades como la epilepsia, si se utiliza la electricidad pare medir las señales del córtex, o también para otras terapias, como el Parkinson, si se estimula eléctricamente una parte muy profunda del cerebro.
Estos resultados podrían obtener además una aplicación directa en otros campos de la medicina, señalan los investigadores, que ya trabajan en un proyecto empresarial para crear una herramienta útil para el tratamiento de pacientes que hayan sido víctimas de un aneurisma (dilatación anormal de las paredes de una arteria o una vena). Este catéter, usando la misma metodología, podría remediar una complicación frecuente y grave en estos enfermos con la finalidad de reducir la mortalidad.
Referencia
In vivo neurochemical measurements in cerebral tissues using a droplet-based monitoring system. Nature Communications 8, Article number: 1239 (2017). doi:10.1038/s41467-017-01419-1
In vivo neurochemical measurements in cerebral tissues using a droplet-based monitoring system. Nature Communications 8, Article number: 1239 (2017). doi:10.1038/s41467-017-01419-1