Un gruppo di ricerca guidato dall’Università della California, Irvine, ha creato 20 nuovi vettori virali della rabbia ricombinanti per la mappatura dei circuiti neurali che offrono una serie di vantaggi significativi rispetto agli strumenti esistenti, inclusa la capacità di rilevare cambiamenti microstrutturali nei modelli di invecchiamento e nei neuroni cerebrali della malattia di Alzheimer. .
Lo studio pubblicato oggi online sulla rivista Psichiatria molecolare, hanno introdotto dati di prova che dimostrano la potenza di questi nuovi vettori, che esprimono una gamma di proteine fluorescenti migliorate per fornire capacità multimodali multiscala ampliate. Le infezioni naturali della rabbia colpiscono il sistema nervoso. Gli scienziati hanno sfruttato questa tendenza per creare forme ingegnerizzate del virus della rabbia che sono accoppiate a sensori e altri carichi utili: ad esempio, alcuni rispondono alla luce diventando verde brillante e agiscono come traccianti che mappano i circuiti cerebrali.
“Gli strumenti genetici virali sono fondamentali per migliorare la mappatura anatomica e gli studi funzionali delle reti neurali specifiche del tipo di cellula e del circuito”, ha affermato Xiangmin Xu, autore co-corrispondente e professore di anatomia e neurobiologia del Cancelliere dell’UCI e direttore del Center for Neural Mappatura dei circuiti. “Queste nuove varianti migliorano significativamente la capacità e la portata dell’etichettatura neurale e della mappatura dei circuiti su scale e modalità di imaging microscopico e macroscopico, inclusa la microscopia a luce 3D e a raggi X. Renderemo questi nuovi strumenti prontamente disponibili alla comunità delle neuroscienze attraverso il nostro servizio consolidato piattaforma del CNCM.”
Questi nuovi vettori virali ricombinanti sono progettati per colpire componenti molto specifici della biologia neuronale al fine di analizzare i cambiamenti patologici che si verificano durante il morbo di Alzheimer e altre malattie del cervello. Possono essere mirati a specifiche posizioni subcellulari e organelli, nonché all’imaging in tempo reale delle attività neuronali utilizzando indicatori di calcio. Il team ha condotto analisi di imaging del cervello dei topi per dimostrare il potere di scoperta di questi nuovi strumenti.
“Questi strumenti all’avanguardia racchiudono un immenso potenziale per comprendere i circuiti neurali sia in condizioni normali che patologiche e offrono la possibilità di colpire regioni specifiche del cervello con peptidi o proteine di precisione per modulare le funzioni neuronali per strategie di trattamento mirate”, ha affermato Bert Semler, co. -autore corrispondente e professore eminente di microbiologia e genetica molecolare dell’UCI.
Alexis Bouin, Ph.D. e Ginny Wu sono i primi autori che hanno guidato e coordinato il progetto. Altri membri del team includono Orkide Koyuncu, assistente professore di microbiologia e genetica molecolare; Qiao Ye, studente laureato; Michele Wu, Liqi Tong, Ph.D., e Lujia Chen, Ph.D., membri del laboratorio Xu, e Todd Holmes, professore di fisiologia e biofisica. Sfruttando l’ampia rete di collaborazione dell’UCI Center for Neural Circuit Mapping, i membri del team dell’UCSD includono Keun-Young Kim, Sebastien Phan, Mason R. Mackey, Ranjan Ramachandra e il distinto professor Mark H. Ellisman.
Questo lavoro è stato sostenuto dalle sovvenzioni del National Institutes of Health RF1MH120020, R01FD007478, R35GM127102, R24GM137200, U24NS120055 e R01DA038896; e la sovvenzione della National Science Foundation NSF2014865-UTA20-00890.
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