Un equipo de neurocientíficos del laboratorio Cold Spring Harbor (Nueva York)
ha propuesto una nueva y revolucionaria forma de determinar el
potencial de conectividad neuronal (el 'conectoma') de todo el cerebro
del ratón, en un ensayo publicado en la revista 'PLoS Biology'.
El equipo, dirigido por el profesor Anthony Zador, tiene
como objetivo proporcionar una descripción completa de la conectividad
neuronal. En la actualidad, el único método para la obtención de esta
información con alta precisión se basa en el examen de la sinapsis de
cada célula por microscopía electrónica; pero el método es lento, caro y
requiere mucho trabajo.
Ahora, Zador y sus colaboradores han propuesto una secuenciación
de ADN de alto rendimiento para probar la conectividad de los circuitos
neuronales a la misma resolución que la de las neuronas individuales.
Según el investigador, "nos proponemos hacerlo a través de un proceso
que estamos desarrollando, llamado BOINC: el código de barras de cada
una de las conexiones neuronales".
La propuesta llega en un momento en el que varios equipos
científicos en Estados Unidos están progresando en sus esfuerzos para
mapear las conexiones del el cerebro en los mamíferos. Estos estudios
utilizan inyecciones de colorantes trazadores o virus para mapear la
conectividad neuronal a escala mesoscópica - una resolución de rango
medio que hace posible seguir las fibras neuronales entre regiones del
cerebro.
Sin embargo, el equipo de Zador quiere trazar la conectividad más
allá de la mencionada escala mesoscópica, a nivel de los contactos
sinápticos entre pares de neuronas individuales. La técnica del código
de barras BOINC podrá, según señala Zador, "proporcionar una visión inmediata de los proceso que realiza un circuito". Por otro lado, el método BOINC promete ser mucho más rápido y barato que los enfoques basados en la microscopía electrónica.
El método BOINC consta de tres pasos. En primer lugar, cada
neurona se etiqueta con un código de barras de ADN específico - un
código de barras formado por sólo 20 'letras' de ADN al azar puede
etiquetar un billón de neuronas, muchas más que las que existen en el
cerebro del ratón.
El segundo paso se centra en las neuronas que están conectadas
sinápticamente y sus asociados de códigos de barras respectivos. Esto se
consigue mediante un virus -como el virus de la pseudorrabia - que
puede mover el material genético a través de las sinapsis. "Para
compartir los códigos de barras a través de las sinapsis, el virus debe
ser diseñado para llevar el código de barras dentro de su propia
secuencia genética", explica Zador, "después de que el virus se propague
a través de las sinapsis, cada neurona termina con una bolsa de códigos
de barras, que incluye su propio código y los de sus parejas
sinápticamente acopladas".
El tercer paso del método consiste en la unión de los códigos de
barras de las neuronas conectadas sinápticamente para crear piezas
individuales de ADN, que luego pueden ser leídos a través de métodos de
alto rendimiento de secuenciación. Estas secuencias de doble código de
barras se pueden analizar computacionalmente para revelar el diagrama de
cableado sináptico del cerebro.
En conjunto, afirma Zador, si BOINC pasa la fase de pruebas,
ofrecerá un medio de bajo costo y rápido para mapear un conectoma,
incluso el de los complejos cerebros de los mamíferos.
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