Mapeo cerebral con nuevos vectores virales de la rabia

Resumen: Los investigadores han desarrollado 20 nuevos vectores virales de la rabia recombinantes que tienen ventajas sin precedentes para mapear circuitos neuronales en estudios del envejecimiento y la enfermedad de Alzheimer. Estos vectores están diseñados para resaltar los cambios microestructurales en las neuronas del cerebro a través de proteínas fluorescentes mejoradas, ofreciendo información sobre las redes neuronales a escala micro y macro.

La capacidad única de los vectores para apuntar a componentes neuronales específicos y realizar imágenes en vivo los convierte en herramientas poderosas para diseccionar circuitos neuronales en estados sanos y enfermos. Esta innovación abre nuevas vías para estrategias de tratamiento específicas y se compartirá con la comunidad de neurociencia a través del Centro de Mapeo de Circuitos Neurales de la UCI.

Aspectos principales:

1. Los nuevos vectores virales de la rabia permiten un mapeo anatómico preciso y estudios funcionales de los circuitos neuronales, mejorando las herramientas actuales con capacidades de obtención de imágenes mejoradas.
2. Estos vectores permiten apuntar específicamente a la biología de las neuronas, lo que ayuda en el análisis de cambios patológicos en enfermedades cerebrales como el Alzheimer.
3. El equipo de investigación planea implementar estas herramientas innovadoras a través de la plataforma de servicios establecida de la UCI, promoviendo aplicaciones más amplias en la investigación de neurociencia.

Fuente: Universidad de California en Irvine

Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de California, Irvine, ha creado 20 nuevos vectores virales de la rabia recombinantes para el mapeo de circuitos neuronales que ofrecen una serie de ventajas significativas sobre las herramientas existentes, incluida la capacidad de detectar cambios microestructurales en los patrones de envejecimiento y en las neuronas del cerebro. de la enfermedad de Alzheimer. .

El estudio publicado hoy en línea en la revista psiquiatría molecular, presentó datos de prueba de concepto que demuestran la potencia de estos nuevos vectores, que expresan una variedad de proteínas fluorescentes mejoradas para proporcionar capacidades multimodales multiescala ampliadas.

Las infecciones naturales por rabia afectan el sistema nervioso. Los científicos han aprovechado esta tendencia para crear formas modificadas del virus de la rabia que se acoplan a sensores y otras cargas útiles: por ejemplo, algunas responden a la luz volviéndose de color verde brillante y actúan como trazadores que mapean los circuitos cerebrales.

«Las herramientas genéticas virales son fundamentales para mejorar el mapeo anatómico y los estudios funcionales de redes neuronales específicas de circuitos y tipos de células», dijo Xiangmin Xu, coautor correspondiente y profesor de Anatomía y Neurobiología del Canciller de la UCI y director del Centro de Mapeo de Circuitos Neurales. .

«Estas nuevas variantes mejoran significativamente la capacidad y el alcance del etiquetado neuronal y el mapeo de circuitos a escalas microscópicas y macroscópicas y modalidades de imágenes, incluida la microscopía de luz de rayos X y 3D. Pondremos estas nuevas herramientas a disposición de la comunidad de neurociencia a través de nuestro servicio consolidado. plataforma en el CNCM”.

Estos nuevos vectores virales recombinantes están diseñados para apuntar a componentes muy específicos de la biología neuronal con el fin de analizar los cambios patológicos que ocurren durante la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades cerebrales.

Pueden dirigirse a orgánulos y ubicaciones subcelulares específicas, así como a imágenes en tiempo real de las actividades neuronales utilizando indicadores de calcio. El equipo realizó análisis de imágenes de cerebros de ratones para demostrar el poder de descubrimiento de estas nuevas herramientas.

«Estas herramientas de vanguardia tienen un inmenso potencial para comprender los circuitos neuronales tanto en condiciones normales como patológicas y ofrecen la posibilidad de apuntar a regiones cerebrales específicas con péptidos o proteínas de precisión para modular las funciones neuronales para estrategias de tratamiento específicas», dijo Bert Semler, co. -Autor correspondiente y Profesor Distinguido de Microbiología y Genética Molecular de la UCI.

Alexis Bouin, Ph.D., y Ginny Wu son los autores principales que dirigieron y coordinaron el proyecto. Otros miembros del equipo incluyen a Orkide Koyuncu, profesora asistente de microbiología y genética molecular; Qiao Ye, estudiante de posgrado; Michele Wu, Liqi Tong, Ph.D., y Lujia Chen, Ph.D., miembros del laboratorio Xu, y Todd Holmes, profesor de fisiología y biofísica. Aprovechando la extensa red de colaboración del Centro de Mapeo de Circuitos Neurales de la UCI, los miembros del equipo de UCSD incluyen a Keun-Young Kim, Sebastien Phan, Mason R. Mackey, Ranjan Ramachandra, y el distinguido profesor Mark H. Ellisman.

Financiación: Este trabajo fue apoyado por las subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud RF1MH120020, R01FD007478, R35GM127102, R24GM137200, U24NS120055 y R01DA038896; y la subvención NSF2014865-UTA20-00890 de la Fundación Nacional de Ciencias.

Conozca estas noticias sobre la investigación del mapeo cerebral

Autor: Patricia Harriman
Fuente: Universidad de California en Irvine
Contacto: Patricia Harriman – UC Irvine
Imagen: Crédito de la imagen a Neuroscience News.

Investigacion original: Acceso libre.
“Nuevos recursos virales de la rabia para el mapeo de circuitos neuronales multiescala”por Xiangmin Xu et al. Psiquiatría molecular

Abstracto

Nuevos recursos virales de la rabia para el mapeo de circuitos neuronales multiescala

Las comparaciones y los puentes entre múltiples escalas de imágenes son esenciales para la conectómica de los circuitos neuronales. Aquí presentamos 20 nuevos vectores recombinantes del virus de la rabia (RV) que hemos desarrollado para herramientas de mapeo de circuitos neuronales multiescala y multimodales.

Nuestras nuevas herramientas RV para imágenes de mesoescala expresan una variedad de proteínas fluorescentes mejoradas. Otras mejoras se dirigen a ubicaciones subcelulares neuronales específicas de interés.

Demostramos el poder de descubrimiento de estas nuevas herramientas, incluida la detección de cambios microestructurales detallados de neuronas marcadas con rabia en modelos de ratón de envejecimiento y enfermedad de Alzheimer, imágenes en tiempo real de actividades neuronales utilizando marcadores de calcio y medición automatizada de neuronas infectadas. Los RV que codifican GFP y ferritina como reporteros de microscopía electrónica (EM) y microscopía de fluorescencia se utilizan para imágenes EM duales y de mesoescala.

Estas nuevas variantes virales amplían significativamente el alcance y el poder del etiquetado neuronal y el mapeo de circuitos mediados por el virus de la rabia en múltiples escalas de imágenes en salud y enfermedad.