Células cerebrales sensibles al tacto controladas por microimanes

El profesor Lythgoe, que recibió el premio Ellison-Cliffe de la Royal Society of Medicine 2021 por su “contribución de la ciencia fundamental al avance de la medicina”, añadió: “Estamos muy entusiasmados con esta tecnología debido a su potencial clínico. A diferencia de los métodos existentes, MMS aprovecha la notable sensibilidad al tacto de ciertas células cerebrales, por lo que no se necesita modificación genética ni implantación de dispositivos. Esto convierte a MMS en un candidato prometedor como terapia alternativa menos invasiva en comparación con las técnicas de estimulación cerebral profunda que se utilizan actualmente y que requieren la inserción de electrodos en el cerebro”.

24 febrero 2022

Ilustración gráfica de la estimulación magnetomecánica

Los científicos de la UCL han desarrollado una nueva técnica que utiliza partículas magnéticas microscópicas para activar de forma remota las células cerebrales; Los investigadores dicen que el descubrimiento en ratas podría conducir potencialmente al desarrollo de una nueva clase de terapias no invasivas para los trastornos neurológicos. 

Publicado en Advanced Science , la técnica pionera llamada «estimulación magnetomecánica» o MMS, permite que las células gliales cerebrales sensibles al tacto llamadas astrocitos sean estimuladas con un dispositivo magnético fuera del cuerpo.

Las partículas magnéticas microscópicas, o microimanes, se unen a los astrocitos y se usan como interruptores mecánicos en miniatura que pueden «encender» las células cuando se coloca un imán fuerte cerca de la cabeza.

El coautor, el profesor Alexander Gourine (Centro de Neurociencia Cardiovascular y Metabólica de UCL, Biociencias de UCL) dijo: “Los astrocitos son células en forma de estrella que se encuentran en todo el cerebro. Se colocan estratégicamente entre los vasos sanguíneos del cerebro y las células nerviosas. Estas células brindan a las neuronas un apoyo metabólico y estructural esencial, modulan la actividad del circuito neuronal y también pueden funcionar como inspectores versátiles del entorno cerebral, sintonizados para detectar condiciones de posible insuficiencia metabólica.

“La capacidad de controlar los astrocitos cerebrales usando un campo magnético brinda a los investigadores una nueva herramienta para estudiar la función de estas células en la salud y la enfermedad que puede ser importante para el desarrollo futuro de tratamientos novedosos y efectivos para algunos trastornos neurológicos comunes, como la epilepsia y carrera.»

El autor principal, el profesor Mark Lythgoe (Centro de Imágenes Biomédicas Avanzadas de UCL) dijo: «Debido a que los astrocitos son sensibles al tacto, decorarlos con partículas magnéticas significa que puedes darles a las células un pequeño empujón desde el exterior del cuerpo usando un imán, y como tal, controlar su función. Esta capacidad de controlar astrocitos de forma remota proporciona una nueva herramienta para comprender su función y puede tener el potencial para tratar trastornos cerebrales y del estado de ánimo, incluida la depresión».

Al desarrollar MMS, los científicos de UCL se propusieron crear una técnica de control de células cerebrales clínicamente más relevante. Esto contrasta con otras herramientas de investigación existentes, como la optogenética y la quimiogenética, que requieren la inserción de genes extraños en las células cerebrales, generalmente con la ayuda de un virus. Esta necesidad de modificación genética ha sido un gran obstáculo para la traducción clínica de los métodos existentes.

El investigador principal, el Dr. Yichao Yu (Centro de Imágenes Biomédicas Avanzadas de UCL) dijo: “Nuestra nueva tecnología utiliza partículas magnéticas e imanes para controlar de forma remota y precisa la actividad de las células cerebrales y, lo que es más importante, lo hace sin introducir ningún dispositivo o gen extraño en el cerebro.

“En el estudio de laboratorio, recubrimospartículas magnéticas microscópicas con un anticuerpo que les permite unirse específicamente a los astrocitos. Luego, las partículas se administraron a la región del cerebro objetivo en la rata mediante inyección.

«Otra ventaja de usar microimanes es que se iluminan en una resonancia magnética para que podamos rastrear su ubicación y apuntar a partes muy particulares del cerebro para obtener un control preciso de la función cerebral».

El profesor Lythgoe, que recibió el premio Ellison-Cliffe de la Royal Society of Medicine 2021 por su “contribución de la ciencia fundamental al avance de la medicina”, añadió: “Estamos muy entusiasmados con esta tecnología debido a su potencial clínico. A diferencia de los métodos existentes, MMS aprovecha la notable sensibilidad al tacto de ciertas células cerebrales, por lo que no se necesita modificación genética ni implantación de dispositivos. Esto convierte a MMS en un candidato prometedor como terapia alternativa menos invasiva en comparación con las técnicas de estimulación cerebral profunda que se utilizan actualmente y que requieren la inserción de electrodos en el cerebro”.

Enlaces 

Imagen

  • Ilustración gráfica de  estimulación magnetomecánica  o MMS, crédito: Yichao Yu y Mark Lythgoe en UCL.  

Contacto con los medios 

Henry Killworth 

Teléfono: +44 (0) 7881 833274

E: h.killworth [arroba] ucl.ac.uk

Fuente

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