El grafeno refuerza la señalización nerviosa en el cerebro

Última Actualización en: marzo 20, 2018

Menos de 20 años después de su desarrollo, una lámina delgada y resistente de átomos de carbono con notables propiedades conocidas como grafeno está transformando campos biomédicos tan disparados como la ingeniería tisular, la neuroprotésica y el descubrimiento de fármacos.

Debido a que fácilmente conduce calor y electricidad, el grafeno también puede ser un buen biosensor. Pero no es neutral. Cuando los científicos de la Universidad de Vanderbilt intentaron usar el grafeno para medir la actividad eléctrica en el cerebro, descubrieron que en realidad mejoraba la señalización de las células nerviosas.

Lo hizo al permitir a las membranas de las células nerviosas atraer más colesterol. La sustancia grasa se utilizó para fabricar más vesículas que contienen neurotransmisores, los mensajeros químicos que transmiten señales entre las células nerviosas. Más vesículas y más neurotransmisores significaban señales más fuertes.

Estos hallazgos, reportados la semana pasada en la revista Nature Communications, sorprendieron completamente a los investigadores. Plantean la posibilidad de que el grafeno pueda permitir a los investigadores cambiar la forma en que las células se comunican entre sí al manipular el contenido de colesterol en la membrana celular.

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El Grafeno – El Material del Futuro

Graphene “no sólo puede ser un vehículo muy bueno para administrar medicamentos, sino también una forma de potenciar el efecto del medicamento”, señaló el autor principal del artículo, Qi Zhang, Ph. D., profesor asistente de farmacología en la Facultad de medicina de la Universidad de Vanderbilt.

Los investigadores comenzaron su experimento mediante el crecimiento de neuronas-células nerviosas en una hoja de grafeno.

La primera autora del artículo, Kristina Kitko, una estudiante de postgrado en ciencias materiales interdisciplinarias, recoge la historia en una columna invitada que escribió para un blog de Nature Chemistry:”Observamos un aumento en la frecuencia de disparo neuronal del grafeno”, escribió. “Esto fue sustancial y nuestra curiosidad se despertó. Cuando empezamos a examinar mediciones más específicas de la actividad presináptica, lo que surgió consistentemente fue sorprendente: la potenciación sináptica del grafeno”.

Dándose cuenta de que el grafeno actuaba probablemente en la membrana de la célula nerviosa, que consiste principalmente en el colesterol, la siguiente pregunta era:”¿El colesterol podría estar involucrado de alguna manera?”

“Esto nos llevó a la idea de manipular los niveles de colesterol de las membranas”, continuó Kitko. “El colesterol desempeña papeles importantes y fundamentales para las células en una variedad de formas, pero con particular relevancia para el descubrimiento de fármacos, demostramos el efecto del grafeno en los receptores acoplados a la proteína G, cuya actividad está mediada por el colesterol”.

 

La mitad de todos los medicamentos se dirigen a estos receptores.

Kitko ha sido invitada a presentar los hallazgos de su grupo en una conferencia de investigación de Gordon sobre “interfaces neuroelectrónicas” el próximo mes en Galveston, Texas.


Referencias & Fuentes

phys.org/news/2018-03-graphene-material-nerve-brain.html#jCp

news.vanderbilt.edu/2018/03/01/graphene-material-strengthens-nerve-signaling-in-the-brain/

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