Grabando la conversación entre neuronas

Hasta hace poco, la actividad eléctrica de las neuronas sólo podía medirse con pequeños electrodos. Pero además de la dificultad técnica, este registro únicamente revela información sobre el voltaje en determinados puntos. Una nueva aproximación hace posible que la superficie total de la neurona emita fluorescencia a medida que el impulso eléctrico avanza. Con una grabación de 100.000 frames por segundo, es posible realizar un análisis con un nivel de detalle nunca visto antes.

Los responsables de desarrollar este nuevo método son un grupo de investigadores liderados por Daniel Hochbaum, de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard. Concretamente, la técnica es una forma de optogenética inversa. La optogenética añade un gen procedente de bacterias que genera una proteína sensible a la luz, de forma que la célula dispara cuando se ilumina. Esta nueva técnica utiliza el recurso al revés. Esta vez, los genes provocan que la neurona se ilumine al disparar.

El equipo desarrolló este método para comparar neuronas sanas con neuronas de personas con diversos trastornos, utilizando, por ejemplo, neuronas motoras de gente con ELA. Sin embargo, en vez de biopsiar el cerebro, los investigadores cogieron piel e hicieron crecer las células junto con diversos productos químicos que las devolvían a un estado embrionario. Después consiguieron que estas células madre se desarrollaran como neuronas.

La idea detrás de recrear un modelo de cerebro en una placa de Petri es probar cómo diferentes fármacos afectan a la conversación entre neuronas, dando información sobre el comportamiento celular en diferentes condiciones (por ejemplo, modelos in vitro de epilepsia y su reacción ante distintos fármacos).

Otro aspecto importante de este trabajo es que no sólo los neurocientíficos pueden beneficiarse. El músculo cardíaco, por ejemplo, también genera disparos eléctricos cuando se contrae, lo que permitiría usar esta nueva técnica en el estudio de diferentes cardiomiopatías.

Me parece una técnica espectacular. Un paso de gigante con respecto a las limitaciones de la electrofisiología. Veremos hacia dónde avanza el asunto, pero desde luego que merece la pena seguir mejorando el proceso. Quién sabe si quizá dentro de un tiempo sea posible algo similar en modelo animal.

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Referencia

Hochbaum DR et al. All-optical electrophysiology in mammalian neurons using engineered microbial rhodopsins. Nat Methods, 2014; 11:825-33.

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