Los investigadores de EPFL han desarrollado un nuevo dispositivo y método de análisis que permite a los médicos medir los neuroquímicos en el cerebro de un paciente. El sistema del Laboratorio de Microsistemas 4 (LMIS4) consiste en recolectar microgotas de líquido cerebral y analizarlas para obtener datos químicos que puedan ayudar a los médicos a diagnosticar y tratar enfermedades neurodegenerativas.
Los neurólogos a menudo usan impulsos eléctricos para estimular y leer las señales del cerebro. Pero las sustancias químicas que las neuronas producen en respuesta a estos impulsos son poco conocidas en este momento, a pesar de que pueden proporcionar información valiosa para comprender los mecanismos detrás de las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson. “Las neuronas se pueden leer de dos maneras: eléctrica o químicamente”, dice Guillaume Petit-Pierre, investigador postdoctoral en LMIS4 y uno de los autores del estudio. “Leer su comportamiento eléctrico puede proporcionar información limitada, como la frecuencia y el ritmo al que se comunican las neuronas. Sin embargo, leer su neuroquímica da una idea de las proteínas, los iones y los neurotransmisores en el líquido cerebral de un paciente”. Al analizar este fluido,
Recopilación de información a través de microcanales
Los investigadores de la EPFL desarrollaron un sistema que puede recopilar la retroalimentación neuroquímica de un paciente y formar conexiones eléctricas con el tejido cerebral. Su dispositivo está compuesto por electrodos y microcanales que tienen aproximadamente medio cabello de diámetro. Una vez que el dispositivo se coloca dentro del tejido cerebral, los microcanales extraen líquido cerebral mientras que los electrodos, que están ubicados justo en la interfaz de recolección de líquido, aseguran que las mediciones se tomen en lugares muy precisos. Posteriormente, los microcanales crean microgotas altamente concentradas de líquido cerebral. “Las microgotas se forman directamente en la punta del dispositivo, lo que nos brinda una resolución temporal muy alta, que es esencial si queremos analizar los datos con precisión”, dice Petit-Pierre. Luego, las microgotas se colocan en un instrumento analítico que también fue desarrollado por científicos del LMIS4 y el cercano Centro Universitario de Medicina Legal, que tiene experiencia en este tipo de análisis complejo. Como último paso, las microgotas se vaporizan con un láser y se analiza el residuo de gas. Tanto el dispositivo de los investigadores como su método de análisis son totalmente nuevos. “Hoy solo existe un método para realizar análisis neuroquímicos: la microdiálisis. Pero no es muy efectivo en términos de velocidad o resolución”, dice Petit-Pierre. Otra ventaja del método de los investigadores es que es una forma mínimamente invasiva de recopilar datos. Actualmente, los científicos tienen que trabajar directamente en los cerebros de ratas que padecen enfermedades neurodegenerativas, lo que significa que las ratas deben sacrificarse para tomar las medidas.
Aplicaciones directas
Para este estudio, los investigadores se centraron principalmente en el calcio, el sodio, el potasio y otros iones del líquido cerebral. Trabajaron con el Laboratorio de Enfermedades Neurodegenerativas de la EPFL para comparar las medidas que tomaron en ratas con las reportadas en la literatura, y encontraron que los resultados estaban bien correlacionados. El siguiente paso será desarrollar un método para analizar las proteínas y los neurotransmisores en el líquido cerebral, de modo que se puedan seguir estudiando sus implicaciones en las enfermedades neurodegenerativas. “Los médicos podrían medir las respuestas neuroquímicas para ayudarlos a hacer diagnósticos, como la epilepsia, cuando usan electricidad para medir las señales de la corteza de un paciente”, dice Guillaume, “o para mejorar la eficacia de los tratamientos como la estimulación cerebral profunda (DBS) para el Parkinson”. enfermedad.” Su investigación también podría encontrar pronto aplicaciones directas en otros campos médicos. Guillaume trabaja actualmente en un proyecto de puesta en marcha para desarrollar un catéter para pacientes afectados por un accidente cerebrovascular hemorrágico. Basado en una tecnología similar,
Esta investigación fue realizada conjuntamente por el Laboratorio de Microsistemas 4 (LMIS4) de la EPFL, el Laboratorio de Enfermedades Neurodegenerativas (LEN) de la EPFL, la Unidad de Toxicología del Centro Universitario de Medicina Legal (CURML, CHUV y HUG) y la Facultad de Biología de la Universidad de Lausana. y Medicina (FBM, UNIL).
“Mediciones neuroquímicas in vivo en tejidos cerebrales usando un sistema de monitoreo basado en gotas” Guillaume Petit-Pierre, Philippe Colin, Estelle Laurer, Julien Déglon, Arnaud Bertsch, Aurélien Thomas, Bernard L. Schneider y Philippe Renaud
Autora: Clara Marc
Fuente: Mediacom
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Dr. Martin Passen, a dedicated nutrition educator with a master’s in nutrition education and nearing completion of a clinical nutrition and dietetics master’s. Passionate about sharing valuable information effectively.