Entradas directas hacia neuronas de dopamina: los puntos verdes representan neuronas proporcionando entradas hacia neuronas de dopamina en el área tegmental ventral (VTA), mientras que los puntos rojos representan neuronas proporcionando entradas hacia neuronas de dopamina en el área SNc (Crédito: Mitsuko Watabe-Uchida y Sachie Ogawa)
Una versión genéticamente modificada del virus de la rabia ayuda a científicos de Harvard a crear la primera lista completa de las entradas que se conectan directamente hacia las neuronas de dopamina, una investigación que podría conducir a nuevos tratamientos de la enfermedad de Parkinson y de las adicciones.
La dopamina juega un papel central en el sistema del cerebro responsable del aprendizaje en base a recompensa.
El líder del equipo científico, Naoshige Uchida, profesor asociado, utilizó el virus en dos partes del cerebro: el área del tegmental ventral (VTA por sus siglas en inglés), conocida por el procesamiento de la recompensa, y la substantia nigra (SNc), conocida por el control motor, para encontrar otras partes del cerebro que se conectan directamente a las neuronas de dopamina.
“Al comprender las entradas, podemos estar mejor dotados para comprender cómo se regula la función de las neuronas de dopamina, y la manera en que se da la adicción, así como la manera en que la enfermedad de Parkinson, entre otros desórdenes motores, se ven afectados”, indicó Uchida.
“Esta aplicación nos está proporcionando gran cantidad de información, y es posible que la técnica utilizada sea útil para contrarrestar las causas de esas enfermedades”.
Tanto las VTA como SNc tienen altas concentraciones de neuronas de dopamina, pero Uchida decidió examinar ambas debido a que las células en las dos regiones se disparan de forma distinta.
“Queríamos saber cual era la diferencia”, indicó Uchida. “Es por eso que comparamos las entradas de ambas estructuras. Basándonos en la manera en que las neuronas se conectan allí, podemos iniciar a explicarnos el por qué estas dos regiones del cerebro hacen cosas distintas”.
El reto, sin embargo, es que las neuronas de dopamina están empaquetadas en regiones relativamente pequeñas con otros muchos tipos de células. Para asegurarse que el equipo observaba únicamente neuronas de dopamina, los investigadores utilizaron un organismo conocido típicamente por dañar las neuronas: el virus de la rabia.
Antes de inyectar roedores genéticamente modificados con el virus de la rabia, inyectaron a esos mismos animales con un par de virus “de ayuda”. El primer virus causa que las neuronas de dopamina produzcan una proteína receptora, lo cual significa que el virus de la rabia sólo puede infectar esas neuronas, y el segundo virus de ayuda restaura la capacidad el virus de la rabia de “saltar” de una neurona a otra.
Entonces, los roedores son infectados con una versión del virus de la rabia también genéticamente modificado, en este caso para producir una proteína fluorescente, permitiendo a los científicos darle seguimiento al virus al tiempo que se une con las neuronas de dopamina, y salta hacia otras células que están conectadas directamente a esas neuronas.
Los resultados, tal y como se observa en las imágenes del cerebro de los roedores, nos muestran la multitud de conexiones de las neuronas de dopamina y como gran número de regiones del cerebro -incluyendo algunas áreas previamente desconocidas- se conectan con las neuronas de dopamina.
“Descubrimos nuevas conexiones, algunas que ya sospechábamos pero que no eran bien entendidas”, indicó Uchida. “Por ejemplo, encontramos que existen conexiones entre la corteza motora y el SNc, el cual puede relacionarse directamente con el papel de las neuronas de dopamina del SNc en el control motor”.
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