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Nuevos sensores permiten medir con precisión la dopamina

Los nanotubos de carbono brillan más en presencia de neurotransmisores. Esto facilita la medición fácil y precisa de las señales entre las células nerviosas.

La dopamina es una importante molécula de señalización para las células nerviosas. Hasta ahora, su concentración no podía determinarse con precisión con una alta resolución espacial o temporal. Un nuevo método lo ha hecho posible: Un equipo de investigadores de Bochum, Gotinga y Duisburgo ha utilizado nanotubos de carbono modificados que brillan más en presencia de la sustancia mensajera dopamina. Estos sensores visualizan la liberación de dopamina de las células nerviosas con una resolución sin precedentes. Los investigadores, dirigidos por el profesor Sebastian Kruss, del Departamento de Química Física de la Ruhr-Universität Bochum (RUB), y el doctor James Daniel, así como el profesor Nils Brose, del Instituto Max Planck de Ciencias Multidisciplinares de Gotinga, informan de ello en la revista PNAS del pasado 25 de mayo de 2022.

El neurotransmisor dopamina controla, entre otras cosas, el centro de recompensa del cerebro. Si esta transmisión de señales deja de funcionar, puede provocar trastornos como la enfermedad de Parkinson. Además, las señales químicas se ven alteradas por drogas como la cocaína y desempeñan un papel en los trastornos por abuso de sustancias.

Aquí es donde entran en juego los novedosos sensores. Se basan en tubos de carbono ultrafinos, unas 10.000 veces más finos que un cabello humano. Al ser irradiados con luz visible, brillan en el rango del infrarrojo cercano con longitudes de onda de 1.000 nanómetros y más. Además, en este rango hay muchas menos señales de fondo que pueden distorsionar el resultado.

Recubrir las células nerviosas sanas con una capa de sensores

Para ello, hay que trasladar los sensores a las proximidades de las redes neuronales en funcionamiento. La Dra. Sofia Elizarova y James Daniel, del Instituto Max Planck de Ciencias Multidisciplinares de Gotinga, desarrollaron condiciones de cultivo celular para ello, en las que las células nerviosas permanecen sanas y pueden recubrirse con una capa extremadamente fina de sensores. Esto permitió a los investigadores visualizar por primera vez los eventos individuales de liberación de dopamina a lo largo de las estructuras neuronales y obtener información sobre los mecanismos de liberación de dopamina.

Más información: Ruhr-Universität Bochum (RUB)

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