Unos nuevos nanohilos son capaces de registrar la
actividad eléctrica de las neuronas con gran detalle. La nueva tecnología de
nanohilos podría servir algún día como plataforma para ensayar fármacos para
enfermedades neurológicas y podría permitir que los investigadores averigüen más
detalles sobre cómo se comunican las células individuales en grandes redes
neuronales.
La nueva tecnología es obra del equipo de Shadi Dayeh, de
la Universidad de California en San Diego, y Anne Bang, del Instituto Sanford
Burnham de Investigación Médica, ambas entidades en Estados Unidos. En dicho
equipo también han participado científicos de la Universidad Tecnológica Nanyang
(NTU) en Singapur y de los Laboratorios Nacionales de Sandia (EE.UU.), entre
otras entidades.
Es posible averiguar detalles sobre la salud, actividad y
respuesta ante fármacos de una neurona mediante la medición de las corrientes de
los canales iónicos y los cambios en su potencial intracelular, el cual se debe
a la diferencia en la concentración de iones entre el interior y el exterior de
la célula. La mejor técnica convencional de medición es sensible a pequeños
cambios de potencial y proporciona lecturas con relaciones de señal-ruido
elevadas. Sin embargo, este método es destructivo, puede romper la membrana
celular y acabar matando la célula. También está limitada a analizar solo una
célula a un tiempo, lo que la hace inadecuada para estudiar grandes redes de
neuronas, que es el modo en que están dispuestas en el cuerpo de forma natural.
Versión coloreada de una imagen, captada mediante microscopia electrónica de
barrido (SEM), de una neurona (en color naranja) conectada con el conjunto de
nanohilos. (Foto: Integrated Electronics and Biointerfaces Laboratory, UC San
Diego)
La tecnología de nanohilos desarrollada en el laboratorio
de Dayeh no es destructiva y puede medir simultáneamente cambios de potencial en
múltiples neuronas, con la alta sensibilidad y resolución alcanzada por la mejor
de las técnicas convencionales.
El nuevo dispositivo consiste en un conjunto de nanohilos
de silicio densamente agrupados sobre un pequeño chip grabado con electrodos de
níquel que están recubiertos con sílice. Los nanohilos se introducen en las
células sin dañarlas y son lo bastante sensibles como para medir pequeños
cambios de potencial cuya magnitud es de unos pocos milivoltios o de fracciones
de milivoltio.
Los investigadores usaron los nanohilos para registrar la
actividad eléctrica de neuronas aisladas procedentes de ratones y de otras
derivadas de células madre pluripotentes inducidas humanas. Estas neuronas
sobrevivieron y continuaron funcionando durante al menos seis semanas, mientras
estaban conectadas con el conjunto de nanohilos in vitro.
Otra característica innovadora de esta tecnología es que
puede aislar la señal eléctrica medida por cada nanohilo individual.
Leído en NCyT
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