Los puntos rojos brillantes en esta imagen de microscopía confocal son grupos de partículas de ORMOSIL en axones de neuronas de la mosca de la fruta. Foto cortesía de Shermali Gunawardena y PLoS One.
(PhysOrg.com) - En las imágenes de las moscas de la fruta, todos los grupos de neuronas están iluminados, formando una red de carreteras resplandecientes dentro del cerebro.
Es exactamente lo que la investigadora de la Universidad de Buffalo Shermali Gunawardena esperaba ver:significaba que ORMOSIL, una nueva clase de nanopartículas, había penetrado con éxito en los cerebros de los insectos. E incluso después de una exposición prolongada, las celdas y las propias moscas quedaron ilesas.
Las partículas, que están marcados con proteínas fluorescentes, prometen ser un vehículo potencial para la administración de fármacos.
Cada partícula es un recipiente, que contienen cavidades que los científicos podrían potencialmente llenar con compuestos químicos útiles o terapias genéticas para enviar a diferentes partes del cuerpo humano. Gunawardena está particularmente interesada en usar ORMOSIL (sílice modificada orgánicamente) para abordar problemas dentro de las neuronas que pueden estar relacionados con trastornos neurodegenerativos, incluida la enfermedad de Alzheimer.
El estudio reciente sobre moscas de la fruta es un paso para que esto suceda, demostrando que la exposición a largo plazo a ORMOSIL, a través de la respiración y la alimentación, no hirió a los animales.
La investigación apareció en la revista Más uno el 3 de enero.
Una neurona en cultivos neuronales primarios generada a partir del cerebro de una mosca de la fruta se ilumina con ORMOSIL, una nanopartícula que tiene potencial para administrar fármacos al cerebro. Foto cortesía de Shermali Gunawardena y PLoS One.
"Vimos que después de alimentar estas nanopartículas en las larvas de la mosca de la fruta, el ORMOSIL iba principalmente a las tripas y la piel. Pero con el tiempo en moscas adultas, se podía ver en el cerebro. Estos resultados son realmente fascinantes porque estas partículas no muestran ningún efecto tóxico en todo el organismo ni en las células neuronales. "dijo Gunawardena, profesor adjunto de ciencias biológicas e investigador del Instituto de Láseres de la UB, Fotónica y Biofotónica.
Las partículas de ORMOSIL que está investigando son una variedad única elaborada por un grupo de investigación dirigido por Paras N. Prasad, director ejecutivo del instituto UB. Cada partícula contiene cavidades que pueden contener drogas, que se puede liberar cuando las partículas se exponen a la luz.
Además de Gunawardena y Prasad, los coautores del estudio incluyen a Farda Barandeh, Phuong-Lan Nguyen, Rajiv Kumar, Gary J. Iacobucci, Michelle L. Kuznicki, Andrew Kosterman y Earl J. Bergey, todo de UB.
Gunawardena es un experto en transporte axonal. Esto implica el movimiento de proteínas motoras a lo largo del axón en forma de hilo de las neuronas. Estos motores moleculares, llamadas kinesinas y dineínas, llevan "carga" que incluye proteínas vitales hacia y desde la sinapsis y el cuerpo celular de las neuronas.
Película 1:Movimiento de APP-YFP dentro de un solo axón larvario
Película 2:El movimiento de APP-YFP se interrumpe por la expresión de proteínas poliQ patógenas dentro de un solo axón larvario. (Haga clic en Ampliar)
En este sistema de carreteras neuronales, un problema que puede ocurrir es un bloqueo axonal, que se asemeja a un atasco de tráfico en las neuronas. Las proteínas se agregan en un grupo a lo largo del axón.
Los investigadores no saben si estas obstrucciones contribuyen a trastornos como el Alzheimer o el Parkinson. que se caracterizan por acumulaciones inusuales de proteínas llamadas amiloides y cuerpos de Lewy.
Pero se ha demostrado que la proteína precursora de amiloide involucrada en la enfermedad de Alzheimer tiene un papel en el transporte axonal, y si las obstrucciones axonales resultan ser un indicador temprano de la neurodegeneración observada en la enfermedad de Alzheimer, la eliminación de bloqueos podría ayudar a prevenir o retrasar la aparición de la enfermedad.
Ahí es donde entra en juego ORMOSIL:Gunawardena espera usar estas nanopartículas para dirigir los medicamentos a los atascos de proteínas a lo largo de los axones, rompiendo las acumulaciones.
Éxito, si es posible, todavía queda un largo camino por recorrer. Pero el beneficio potencial es grande. Gunawardena califica la investigación de "alto riesgo, esfuerzo de altas recompensas.
El siguiente paso es que su equipo vea si pueden encontrar una manera de obligar al ORMOSIL a adherirse a las proteínas motoras. (Las nanopartículas, en su propia, no se mueva a lo largo de los axones).
