Controlar neuronas humanas mediante nanopartículas

Arnd Pralle, a la derecha. (Foto: U. Buffalo)

Entra en una nueva fase la línea de investigación, iniciada el año pasado y de la que ya informamos entonces desde NCYT, acerca del control remoto de los canales iónicos, las neuronas e incluso la conducta animal, mediante racimos de nanopartículas magnéticas calientes, actuando en las membranas celulares.

Ahora, el equipo de investigación, de la Universidad en Buffalo (Universidad Estatal de Nueva York), ha recibido 1,3 millones de dólares del Instituto Nacional estadounidense de Salud Mental (NIMH) para verificar los posibles modos de usar estas partículas en el control remoto de neuronas, primeramente en cerebros de ratones.

Si este proyecto consigue resultados positivos, entonces el equipo de investigación estará en condiciones de desarrollar una nueva y eficaz herramienta para los neurólogos: una técnica no invasiva para promover la actividad a gran profundidad en el cerebro.

Este tipo de neuroestimulación remota ayudaría a los especialistas a profundizar en los entresijos de cómo la complicada circuitería neuronal del cerebro controla la conducta. Y esto a su vez podría conducir a un mejor conocimiento, acompañado quizás de un posible tratamiento médico, para trastornos neurológicos en los que grupos específicos de neuronas no funcionan bien, como sucede, por ejemplo, en casos de lesiones cerebrales por traumatismos craneales, la enfermedad de Parkinson, distonía y parálisis periféricas.


El equipo de Arnd Pralle ya demostró que este método puede abrir canales iónicos de calcio, activar neuronas tanto en cultivos celulares como en organismos vivos, e incluso manipular los movimientos del diminuto nematodo C. elegans. Los investigadores dirigieron las nanopartículas a lo que constituye la "boca" de esos gusanos. Tal como se aprecia en un video de uno de los experimentos, al principio los gusanos se arrastran en la dirección de su elección, hasta que de de pronto, una vez que los científicos aplican el campo magnético que calienta las nanopartículas a 34 grados Celsius, la mayoría de los gusanos invierte su rumbo. Se podría usar este método para hacer que se movieran entre dos sitios una y otra vez.

El método desarrollado por el equipo de la Universidad en Buffalo incluye calentar las nanopartículas en una membrana celular exponiéndolas a un campo magnético. El calor resultante estimula entonces a la célula.

Como sólo miden seis nanómetros, las partículas pueden esparcirse fácilmente entre las células. El campo magnético es comparable al empleado en la obtención de imágenes por resonancia magnética.