Consiguen una visualización en 3D de las conexiones neuronales humanas

Tomografía electrónica en 3D

Diariomedico.com
ESPAÑA
se ha publicado en 'journal of cell biology'
Consiguen una visualización en 3D de las conexiones neuronales humanas
Rubén Fernández-Busnadiego, que desarrolla su trabajo en el Instituto Max Planck de Bioquímica, en Alemania, ha dirigido una investigación que ha conseguido obtener imágenes en 3D de las vesículas y filamentos implicados en la comunicación neuronal. Los resultados de su trabajo se publican en el último número de Journal of Cell Biology.

REDACCIÓN - Jueves, 21 de Enero de 2010 - Actualizado a las 00:00h.

llave conceptual:
1. El uso de microscopios especializados permite la visualización de las muestras, que se conservan a temperaturas inferiores a menos 140 ºC

Un equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Bioquímica (Alemania), encabezado por el físico Rubén Fernández-Busnadiego, ha conseguido obtener imágenes en 3D de las vesículas y filamentos implicados en la comunicación neuronal. El método se basa en una novedosa técnica de microscopia electrónica que enfría las células tan rápidamente que permite congelar las estructuras biológicas en plena actividad.

"Hemos aplicado la crio-tomografía electrónica, una novedosa técnica de microscopia basada en la congelación ultrarrápida de células, al estudio y obtención de imágenes tridimensionales de la sinapsis, la estructura celular donde tiene lugar la comunicación entre las neuronas del cerebro de los mamíferos", ha explicado Fernández- Busnadiego, primer autor del estudio, que se publica en el último número de Journal of Cell Biology.

El investigador recuerda que en la sinapsis una célula presináptica (emisor) libera neurotransmisores sobre otra postsináptica (receptor), generando en ella un impulso eléctrico y estableciendo así la transmisión de información nerviosa. En este trabajo los autores se han centrado en las diminutas vesículas (de unos 40 nanómetros de diámetro) que transportan y liberan los neurotransmisores desde los terminales presinápticos.

Interacción directa
Gracias a la aplicación de determinados tratamientos farmacológicos y del avanzado método de análisis de imágenes en 3D que se ha desarrollado, "se puede observar la multitud de estructuras filamentosas que pueblan el terminal presináptico e interactúan directamente con las vesículas sinápticas, así como descubrir su papel fundamental en respuesta a la actividad eléctrica del cerebro", destaca Fernández-Busnadiego.

Los filamentos conectan a las vesículas entre sí y con la zona activa, la parte de la membrana celular donde se produce la liberación de los neurotransmisores. Según elfísico español, estas estructuras filamentosas actúan como barreras que limitan el libre movimiento de las vesículas, manteniéndolas en su lugar hasta que llega el impulso eléctrico, además de determinar la facilidad con la que se fusionan con la membrana.

Imágenes bajo 0
La técnica criotomografía electrónica permite obtener imágenes tridimensionales del interior de las células con una gran calidad y minimizar las alteraciones estructurales. Esto es posible, explica Fernández- Busnadiego, "porque las células no están fijadas con reactivos químicos sino que están vitrificadas, es decir, congeladas tan rápidamente que el agua de su interior no tiene tiempo de cristalizar y se mantiene en estado sólido".

El uso de microscopios especialmente equipados permite la visualización de estas muestras, que se conservan siempre a temperaturas de nitrógeno líquido (inferiores a -140 ºC). Además, este método no requiere de tinciones adicionales, por lo que la densidad de las estructuras biológicas se puede observar directamente.

(The Journal of Cell Biology 188 (1):145-156).