Utilizan microchip en la regeneración rápida de neuronas: MIT

Los científicos han buscado por mucho tiempo la capacidad de regenerar las células nerviosas, o neuronas, que podrían ofrecer una nueva forma de tratar el daño de la médula espinal, así como enfermedades neurológicas como el Alzheimer o el Párkinson. Muchos productos químicos pueden regenerar las neuronas cultivadas en placas de Petri en el laboratorio, pero es difícil y requiere mucho tiempo identificar los productos químicos que actúan en los animales vivos, lo cual es fundamental para el desarrollo de medicamentos para los seres humanos.

Ingenieros del MIT han utilizado una tecnología de microchip para probar nuevos fármacos potenciales y rápidos en pequeños gusanos llamados C. elegans, que se utilizan a menudo en los estudios del sistema nervioso. Utilizando la nueva tecnología, el profesor asociado Mehmet Fatih Yanik y sus colegas realizaron rápidamente una cirugía con láser en un gusano, se administraron medicamentos y tomaron imágenes de la regeneración de neuronas.
“Nuestra tecnología ayuda a los investigadores a identificar rápidamente los productos químicos prometedores que pueden ser probados en los mamíferos y quizás incluso en los seres humanos”, dice Yanina. Usando esta técnica, los investigadores ya han identificado una clase prometedora de regeneradores neuronales.
El documento aparecerá en la edición digital de la revista de la Academia Nacional de Ciencias de la semana del 11 de octubre.
Los autores principales del artículo son el asociado postdoctoral Chrysanthi Samara y los estudiantes de postgrado Christopher Rohde y Gilleland Cody, y los químicos que colaboran son Steve Haggarty y Norton Stephanie. “Desarrollo de las nuevas tecnologías y la pantalla de la regeneración” ha sido financiado por el Programa Director del NIH Nueva Innovator Award, una beca de Packard en Ciencia e Ingeniería, un premio Alfred Sloan en Neurociencia, una beca de la NSF de Posgrado y una Beca de Postgrado de Merck.

Análisis rápido
C. elegans es un organismo modelo útil para la regeneración de las neuronas, ya que es ópticamente transparente, y su red neuronal es toda conocida. Yanina y sus colegas habían desarrollado una técnica con láser de femtosegundo para nanocirugía lo que les permitió cortar y observar la regeneración de los axones individuales (largas extensiones de las neuronas que envían señales a las células vecinas).
Su técnica de láser de femtosegundo de nanocirugía utiliza pulsos infrarrojos fuertemente centrados en láser que son más cortos que mil millonésima de segundo. Esto permite que el láser pueda penetrar profundamente en los animales sin dañar los tejidos en su camino, hasta que el rayo láser llega a su destino final.
En el estudio de PNAS, los investigadores utilizaron la tecnología del microchip para reducir rápidamente los axones de las neuronas individuales. El traslado de los gusanos desde su incubación y de un microchip de imagen, la inmovilización de ellos y realización de la cirugía con láser dura sólo unos 20 segundos, lo que permite miles de cirugías que se realizan en un período corto de tiempo.
Después de la cirugía láser, cada gusano vuelve a su incubación bien y son tratados con un compuesto químico diferente. Las neuronas de C. elegans parcialmente pueden crecer sin ayuda, lo que permite al equipo de Yanik buscar fármacos que pueden potenciar o inhibir este rebrote. Después de dos o tres días, los investigadores han revisado cada gusano para ver si las drogas ha tenido algún efecto.
El equipo del MIT encontró que un compuesto llamado estaurosporina, que inhibe ciertas enzimas conocidas como quinasas PKC, tuvo el mayor efecto inhibitorio. En un estudio de seguimiento, probaron algunos compuestos que activan estas quinasas, y encontró que uno de ellas estimula la regeneración de las neuronas de forma significativa. Algunos de los estudiantes de Yanik realizan ensayos de los compuestos en las neuronas derivadas de células madre embrionarias humanas.
La nueva tecnología representa un avance significativo en el nivel de automatización que se puede lograr en los estudios de C. elegans, dice Michael Bastiani, profesor de biología en la Universidad de Utah. “El uso de ‘clásico’ de técnicas de manipulación permiten cortar y ensayar en un máximo de 100 animales por día”, dice. “El Sistema automatizado de Yanik parece como que podría aumentar el rendimiento por lo menos 10 veces más ese número.” Señala que una posible limitación del sistema es que no puede recoger los efectos de los regeneradores neuronales que no se pueden penetrar en el gusano cutícula, una capa externa gruesa que rodea la piel.
Sin embargo, los productos químicos todavía se pueden tomar a través de las vías digestivas de los gusanos, que es una prueba importante para comprobar si los productos químicos trabajan con animales en vivo, dice Yanina.
Esta tecnología del microchip se puede también utilizar para detectar compuestos por sus efectos sobre otras enfermedades como el Alzheimer, el Parkinson y la esclerosis lateral amiotrófica, dice Yanina.

Fuente: http://universitam.com