Imatge: Una neurona hipocampal fotosensibilitzada amb els nous compostos (esquerra), es pot estimular amb un làser d’impulsos de 900nm per produir una ràfega de potencials d’acció que es pot mesurar amb la tècnica de patch clamp (dreta)
El grup de Nanosondes i Nanocommutadors de l’IBEC i els seus col•laboradors a Espanya i als EUA han publicat un article científic a la revista JACS que planteja una nova manera d’utilitzar les proteïnes regulades per la llum. Les proteïnes ‘commutables’, per control remot, poden activar o inhibir les funcions bioquímiques específiques en les cèl•lules vives, el que permet als investigadors configurar i provar una multitud de situacions dins la cèl•lula – per activar o desactivar els processos a un nivell molt més profund en el teixit i amb major resolució en 3D.
“Les biomolècules fotocommutables s’utilitzen per manipular amb precisió els processos bioquímics cel•lulars però, fins ara, ningú ha explorat un mètode conegut com a microscòpia d’excitació de dos fotons – que ofereix una penetració més profunda del teixit, amb un volum d’excitació més petit, i redueix la fototoxicitat i la fotodestrucció – en relació a aquests interruptors”, explica Pau Gorostiza, investigador principal del grup de Nanosondes i Nanocommutadors del IBEC i Professor d’Investigació ICREA. “Ara, els interruptors de proteïnes existents també es poden utilitzar amb excitació multi-fotó amb llum infraroja propera, proporcionant resolució subcel•lular.”
Els investigadors han ajustat la resposta a la llum de proteïnes fotocommutables existents, per adaptar-les a la tecnologia d’estimulació de dos fotons. D’aquesta manera han estat capaços d’obtenir el control a nivell unicel•lular i subcel•lular sense alterar les propietats funcionals normals de les proteïnes, i amb molta més precisió.
Aquest descobriment constitueix un avenç important en l’optogenètica i l’optofarmacologia per controlar i visualitzar l’activitat de les neurones, amb la finalitat de poder traçar un mapa dels circuits neuronals.
—
Article de referència: Izquierdo-Serra M, Gascón-Moya M, Hirtz JJ, Pittolo S, Poskanzer KE, Ferrer E, Alibés R, Busqué F, Yuste R, Hernando J, Gorostiza P. (2014). Two-Photon Neuronal and Astrocytic Stimulation with Azobenzene-Based Photoswitches. J Am Chem Soc. 2014 Jun 18;136(24):8693-701
