Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Zwiększenie rozdzielczości obrazowania mózgu

Nowoczesne badania procesów biologicznych wymagają analizy na poziomie pojedynczej molekuły, w związku czym niezbędne są czułe techniki obrazowania. W tym celu zespół naukowców europejskich zastosował nanocząstki jako sondy do obrazowania receptorów w mózgu.
Zwiększenie rozdzielczości obrazowania mózgu
W układzie nerwowym neurony komunikują się ze sobą lub z komórkami innych typów poprzez wyspecjalizowane struktury, czyli synapsy. W synapsach dochodzi do konwersji sygnału elektrycznego na chemiczny poprzez działanie neuroprzekaźników i ich receptorów. Uzyskano niedawno dowody, że receptory neuroprzekaźników przenikają na zewnątrz i do wnętrza synapsy, co radykalnie zmienia dotychczasowe poglądy na temat transmisji i adaptacji synaptycznej.

Głównym celem finansowanego przez UE projektu DEEPNMDAR (Deep brain tissue imaging of glutamate NMDAR) było zbadanie dyfuzji powierzchniowej glutamatergicznego receptora N-metylo-D-asparaginianu (NMDAR). Naukowcy zamierzali badać NMDAR w ich typowym środowisku: w warstwach nieuszkodzonego hipokampu. W tym celu uzyskano w hipokampie szczura ekspresję zmodyfikowanego metodami bioinżynierii NMDAR. Aby przezwyciężyć problem silnego szumu tła, związany z obrazowaniem na poziomie pojedynczej molekuły, korzystano z nanocząstek jako sond do obrazowania.

Zsyntetyzowano różne typy nanocząstek w postaci kropek kwantowych i nanorurek. Poddano je modyfikacjom chemicznym, aby reagowały z pojedynczymi molekułami w komórkach mózgu. Istotnym aspektem było uniknięcie toksyczności względem komórek. Udało się wyselekcjonować nanocząstki o odpowiednich właściwościach optycznych i zoptymalizować je na potrzeby śledzenia pojedynczego receptora w warstwach mózgu.

Kolejnym etapem projektu były testy tych nanosond in vivo na zwierzętach doświadczalnych. Naukowcy byli w stanie śledzić pojedyncze nanorurki węglowe w świeżo uzyskanych warstwach mózgu, co umożliwiło opracowanie dokładnego opisu przestrzeni pozakomórkowej w mózgu.

Podsumowując, prace w ramach projektu DEEPNMDAR ukazały użyteczność nanorurek w obrazowaniu mózgu z rozdzielczością, która była wcześniej nieosiągalna. Dane uzyskane dzięki tej czułej technice pozwolą opisać wiele nieznanych dotąd procesów.

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

Obrazowanie, nanocząstki, układ nerwowy, neuron, NMDAR, hipokamp, kropka kwantowa, nanorurka, nanosonda
Numer rekordu: 183208 / Ostatnia aktualizacja: 2016-08-17
Dziedzina: Biologia, Medycyna
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę