"Nanonaves" para controlar la actividad neuronal.

Investigadores de la Universidad de Trieste(Italia), de la  Universidad de Manchester (Reino Unido) y de la Universidad de Strasbourg(Francia) publicaron en la revista Nano Letters el artículo Graphene Oxide Flakes Tune Excitatory Neurotransmission in Vivo by Targeting Hippocampal Synapses, en el cual presentan un estudio sobre la capacidad de los nano-objetos para llegar a sitios puntuales y afectar la acción de células cerebrales específicas interfiriendo con la transmisión de las señales de una neurona a otra. Esto ocurre en las sinapsis, cruciales para el funcionamiento de nuestro sistema nervioso. Las sinapsis computan y transmiten información para conectar circuitos neuronales y están en la base de las operaciones cerebrales. Las alteraciones en su función contribuyen a una amplia gama de trastornos neuropsiquiátricos y neurodegenerativos, y la intervención terapéutica basada en sinapsis, como la inhibición selectiva de la transmisión sináptica, puede ayudar significativamente contra patologías graves. 

Crédito: Denis Scaini

Como si fuera una novela de ciencia ficción, escamas(hojas) de grafeno(óxido), se comportan como “nanonaves” espaciales capaces de alcanzar un sitio del cerebro para influir en el funcionamiento de ciertas neuronas o administrar  fármacos en forma  selectiva, segura y reversible(deprimen selectivamente la actividad del glutamato, principal neurotransmisor-excitador en el sistema nervioso). El nano-objeto ha demostrado su capacidad de interferir con la transmisión de la señal en las uniones sinápticas neuronales excitadoras de manera reversible, porque desaparece sin dejar rastro unos días después de haber sido administrado. La investigación podría aplicarse al tratamiento de problemas, como la epilepsia, en la que se registra un exceso de la actividad de las neuronas excitadoras o para estudiar formas innovadoras de transporte de sustancias terapéuticas in situ. Los investigadores analizaron la actividad del hipocampo luego se inyectar las escamas de grafeno en el sitio, observando la interferencia con la actividad de estas células mediante marcadores fluorescentes. Luego de 72 horas los mecanismos fisiológicos de la depuración del cerebro eliminaron por completo todas las escamas. La respuesta inflamatoria y la reacción inmune han sido menor que las registradas al administrar una simple solución salina.  La especificidad de la acción, según explican los investigadores, residiría en el tamaño de las partículas utilizadas(100-200 nanómetros de diámetro). El tamaño es la raíz de la selectividad, si las escamas son demasiado grandes, no pueden penetrar en la sinapsis, áreas muy estrechas entre una neurona y otra. Si son demasiado pequeñas, simplemente son eliminadas. En última instancia, en ambos casos, no se observaron efectos en las sinapsis. El siguiente paso es el estudio de las aplicaciones potenciales de las nanonaves de grafeno en el control de la actividad neuronal.

Información complementaria:

Graphene Oxide Flakes Tune Excitatory Neurotransmission in Vivo by Targeting Hippocampal Synapses