✨︎ Resumen (TL;DR):
- Investigadores de Duke desarrollaron LinCx, una tecnología para unir neuronas específicas y reparar vías dañadas.
- El equipo rediseñó 2 moléculas (Cx34.7 y Cx35) derivadas de peces para evitar conexiones accidentales en el cerebro.
- El sistema funcionó en ratones y gusanos para modificar respuestas biológicas sin requerir equipo de estimulación externa.
Investigadores de la Duke University School of Medicine desarrollaron una tecnología capaz de generar nuevas conexiones eléctricas precisas entre neuronas específicas. El estudio, publicado este miércoles en la revista Nature, ofrece una alternativa directa a la medicación prolongada y la estimulación externa en trastornos neurológicos.
LinCx (integración a largo plazo de circuitos usando conexinas, por sus siglas en inglés) es un puente biológico que actúa como una vía de derivación para reparar redes neuronales dañadas.
El equipo, dirigido por Kafui Dzirasa, construyó el sistema a partir de proteínas conexinas extraídas de la perca blanca, un pez que utiliza sinapsis eléctricas para una comunicación celular rápida. Los científicos aplicaron ingeniería de proteínas para rediseñar dos moléculas exactas: la Cx34.7 y la Cx35.
El rediseño permite que cada molécula se acople exclusivamente con su par modificado. Esto impide la interacción con las proteínas nativas del cerebro y bloquea la formación de enlaces no deseados. Los investigadores confirmaron el paso de las señales mediante un ensayo basado en fluorescencia.
“Al presentar una forma de conectar nuevas conexiones eléctricas con precisión a nivel celular, nuestro estudio marca un gran paso adelante en la capacidad de editar los circuitos cerebrales y comprender cómo las redes neuronales dan origen al comportamiento”, explicó Dzirasa en un comunicado oficial de Duke.
Pruebas directas en animales de laboratorio
El equipo validó el funcionamiento del sistema biológico utilizando dos modelos distintos:
- En gusanos nematodos: La instalación de las conexiones diseñadas alteró el comportamiento natural de búsqueda de temperatura de los especímenes.
- En ratones: Los puentes eléctricos dirigidos fortalecieron la comunicación en circuitos específicos, reorganizaron los patrones de actividad en todo el cerebro y generaron cambios medibles en la interacción social y las reacciones al estrés.
Las terapias actuales, como el suministro de medicamentos, la optogenética y la estimulación por electrodos, alteran grandes poblaciones de células al mismo tiempo. En paralelo, los intentos anteriores por fabricar sinapsis artificiales causaban cruces neuronales fuera de control.
LinCx supera estos problemas al formar únicamente las uniones indicadas por los investigadores, ejecutando la tarea sin requerir hardware ni fuentes de poder externas.
“Durante décadas, la neurociencia ha carecido de herramientas que puedan controlar con precisión la comunicación entre tipos de células específicos”, detalló Dzirasa. El equipo probará ahora si esta técnica logra anular los déficits sinápticos causados por alteraciones genéticas crónicas, una fase necesaria para determinar su viabilidad en humanos.
