Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Rastreo anterógrado

El rastreo anterógrado es un método de investigación que se utiliza para rastrear las proyecciones axonales desde el soma (cuerpo celular) hasta su punto de terminación en la si...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

El rastreo anterógrado es un método de investigación que se utiliza para rastrear las proyecciones axonales desde el soma (cuerpo celular) hasta su punto de terminación en la sinapsis . Una característica distintiva del rastreo anterógrado es el marcaje de las neuronas presinápticas y postsinápticas. El cruce de la hendidura sináptica es una diferencia vital entre los trazadores anterógrados y los colorantes utilizados para la reconstrucción morfológica. La técnica complementaria es el rastreo retrógrado , que se utiliza para rastrear las conexiones neuronales desde su terminación en la sinapsis hasta su origen en el cuerpo celular. [ 1 ] Ambas técnicas de rastreo, anterógrada y retrógrada, se basan en la visualización del proceso biológico del transporte axonal .

Las técnicas de rastreo anterógrado y retrógrado permiten descripciones detalladas de las proyecciones neuronales desde una sola neurona, o desde una población definida de neuronas, hacia sus diversos objetivos en todo el sistema nervioso . [ 2 ] Estas técnicas permiten el "mapeo" de las conexiones entre las neuronas en una estructura particular, como el ojo , y las neuronas objetivo en el cerebro. Gran parte de lo que se sabe sobre la neuroanatomía de las conexiones se descubrió mediante el uso de las técnicas de rastreo anterógrado y retrógrado. [ 1 ]

Técnicas

Existen varios métodos para rastrear las proyecciones que se originan en el soma hacia sus áreas objetivo. Estas técnicas se basaban inicialmente en la inyección física directa de diversas moléculas trazadoras visualizables (por ejemplo, proteína fluorescente verde , colorantes lipofílicos o aminoácidos marcados radiactivamente ) en el cerebro . Estas moléculas son absorbidas localmente por el soma (cuerpo celular) de diversas neuronas y transportadas a las terminales axónicas , o bien son absorbidas por los axones y transportadas al soma de la neurona. Otras moléculas trazadoras permiten visualizar grandes redes de proyecciones axónicas que se extienden desde las neuronas expuestas al trazador. [ 1 ]

Se han desarrollado e implementado vectores virales como trazadores anterógrados para identificar las regiones objetivo de las neuronas de proyección. [ 3 ] [ 4 ]

Como estrategia alternativa, se utilizan trazadores anterógrados transinápticos, que pueden atravesar la hendidura sináptica y marcar múltiples neuronas dentro de una vía neuronal. Estos también pueden ser trazadores genéticos o moleculares.

La resonancia magnética potenciada con manganeso (MEMRI) se ha utilizado para rastrear circuitos funcionales en cerebros vivos, como lo hicieron por primera vez Russ Jacobs, [ 5 ] Robia Paultler, [ 6 ] Alan Koretsky y Elaine Bearer . [ 7 ] El ion Mn 2+ produce una señal hiperintensa en la resonancia magnética ponderada en T 1 y, por lo tanto, sirve como agente de contraste . El Mn 2+ entra a través de canales de calcio dependientes de voltaje, es captado por orgánulos intracelulares y es transportado por el sistema de transporte neuronal endógeno que incluye la kinesina-1, acumulándose en ubicaciones distantes. [ 8 ] El mapeo paramétrico estadístico de la acumulación de Mn en imágenes de lapso de tiempo proporciona información detallada no solo sobre los circuitos neuronales, sino también sobre la dinámica del transporte dentro de ellos y la ubicación de las conexiones distales. [ 9 ] Este enfoque proporciona información sobre los circuitos en todo el cerebro en animales vivos.

Rastreadores genéticos

Para rastrear proyecciones desde una región o célula específica, se puede inyectar localmente un constructo genético, virus o proteína, tras lo cual se permite su transporte anterógrado. Los trazadores virales pueden cruzar la sinapsis y se pueden usar para rastrear la conectividad entre regiones cerebrales a través de múltiples sinapsis. Kuypers describe ejemplos de virus utilizados para el rastreo anterógrado. [ 10 ] Los más conocidos son el virus del herpes simple tipo 1 (VHS) y los rabdovirus . [ 10 ] El VHS se utilizó para rastrear las conexiones entre el cerebro y el estómago, con el fin de examinar las áreas cerebrales involucradas en el procesamiento viscerosensorial. [ 11 ] Otro estudio utilizó VHS tipo 1 y tipo 2 para investigar la vía óptica : al inyectar el virus en el ojo, se visualizó la vía desde la retina hasta el cerebro. [ 12 ]

Los trazadores virales utilizan un receptor en la célula huésped para unirse a ella y luego son endocitados . Por ejemplo, el HSV utiliza el receptor nectina y luego es endocitado. Después de la endocitosis, el pH bajo dentro de la vesícula elimina la envoltura del virión, tras lo cual el virus está listo para ser transportado al cuerpo celular. Se ha demostrado que el pH y la endocitosis son cruciales para que el HSV infecte una célula. [ 13 ] Se ha demostrado que el transporte de las partículas virales a lo largo del axón depende del citoesqueleto microtubular . [ 14 ]

trazadores moleculares

También existe un grupo de trazadores que consisten en productos proteicos que pueden ser captados por la célula y transportados a través de la sinapsis hacia la siguiente célula. La aglutinina de germen de trigo (WGA) y la leucoaglutinina de Phaseolus vulgaris [ 15 ] son ​​los trazadores más conocidos; sin embargo, no son trazadores estrictamente anterógrados: se sabe que la WGA, en particular, se transporta tanto anterógradamente como retrógradamente. [ 16 ] La WGA entra en la célula uniéndose a oligosacáridos y luego es captada por endocitosis a través de una vía dependiente de caveolas. [ 17 ] [ 18 ]

Otros trazadores anterógrados ampliamente utilizados en neuroanatomía son las dextranas aminas biotiniladas (BDA), que también se utilizan en el rastreo retrógrado .

Lista parcial de estudios que utilizan esta técnica.

La técnica de trazado anterógrado es actualmente una técnica de investigación muy extendida. A continuación, se presenta una lista parcial de estudios que han utilizado técnicas de trazado anterógrado:

  • Talay, M., Richman, EB, Snell, NJ, Hartmann, GG, Fisher, JD, Sorkaç, A., Santoyo, JF, Chou-Freed, C., Nair, N., Johnson, M., Szymanski, JR y Barnea, G. (noviembre de 2017). Mapeo transináptico de neuronas gustativas de segundo orden en moscas mediante trans-Tango. Neuron , 96 (4), 783–795.e4. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2017.10.011
  • Deller T, Naumann T, Frotscher M (noviembre de 2000). "Rastreo retrógrado y anterógrado combinado con identificación de neurotransmisores y microscopía electrónica". Journal of Neuroscience Methods . 103 (1): 117– 26. doi : 10.1016/S0165-0270(00)00301-0 . PMID 11074101. S2CID 13534170 .  
  • Kressel M (abril de 1998). "La amplificación con tiramida permite el rastreo anterógrado mediante lectinas conjugadas con peroxidasa de rábano picante junto con inmunohistoquímica simultánea" . The Journal of Histochemistry and Cytochemistry . 46 (4): 527– 33. doi : 10.1177/002215549804600413 . PMID 9575040. S2CID 17642689 .  {{cite journal}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace )
  • Haberl MG, Viana da Silva S, Guest JM, Ginger M, Ghanem A, Mulle C, Oberlaender M, Conzelmann KK, Frick A (abril de 2014). "Un vector de virus de la rabia anterógrado para la reconstrucción a gran escala y de alta resolución de la morfología neuronal 3D" . Brain Structure & Function . 220 (3): 1369–79 . doi : 10.1007/s00429-014-0730-z . PMC 4409643. PMID 24723034 .  
  • Chamberlin NL, Du B, de Lacalle S, Saper CB (mayo de 1998). "Vector de virus adenoasociado recombinante: uso para la expresión de transgenes y el rastreo anterógrado de tractos en el SNC" . Brain Research . 793 ( 1–2 ): 169–75 . doi : 10.1016/s0006-8993(98)00169-3 . PMC 4961038. PMID 9630611 .  
  • Luppi PH, Fort P, Jouvet M (noviembre de 1990). "Aplicación iontoforética de la subunidad B de la toxina del cólera no conjugada (CTb) combinada con inmunohistoquímica de sustancias neuroquímicas: un método para la identificación de neurotransmisores de neuronas marcadas retrógradamente". Brain Research . 534 ( 1–2 ): 209–24 . doi : 10.1016/0006-8993(90)90131-T . PMID 1705851. S2CID 25326054 .  

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 Dale Purves; George J. Augustine; David Fitzpatrick; William C. Hall; Anthony-Samuel Lamantia; James O. Mcnamara; Leonard E. White, eds. (2008). Neurociencia (4.ª ed.). Sunderland, Massachusetts: Sinauer. págs. 16-18 (de un total de 857). ISBN   978-0-87893-697-7.
  2. ↑ Lanciego, Jose L.; Wouterlood, Floris G. (1 de mayo de 2020). "Técnicas de rastreo de tractos neuroanatómicos que se volvieron virales" . Estructura y función cerebral . 225 (4): 1193– 1224. doi : 10.1007/s00429-020-02041-6 . PMC 7271020. PMID 32062721 .  
  3. ↑ Oh SW, Harris JA, Ng L, Winslow B, Cain N, Mihalas S, et al. (abril de 2014). "Un conectoma a mesoescala del cerebro del ratón" . Nature . 508 (7495): 207–14 . Bibcode : 2014Natur.508..207O . doi : 10.1038/nature13186 . PMC 5102064. PMID 24695228 .   
  4. ↑ Haberl MG, Viana da Silva S, Guest JM, Ginger M, Ghanem A, Mulle C, Oberlaender M, Conzelmann KK, Frick A (abril de 2014). "Un vector de virus de la rabia anterógrado para la reconstrucción a gran escala y de alta resolución de la morfología neuronal 3D" . Brain Structure & Function . 220 (3): 1369–79 . doi : 10.1007/s00429-014-0730-z . PMC 4409643. PMID 24723034 .  
  5. ↑ Pautler RG, Mongeau R, Jacobs RE (julio de 2003). "Rastreo de tractos transinápticos in vivo desde el cuerpo estriado y la amígdala murinos utilizando resonancia magnética mejorada con manganeso (MEMRI)" . Magnetic Resonance in Medicine . 50 (1): 33–9 . doi : 10.1002/mrm.10498 . PMID 12815676 . 
  6. ↑ Pautler RG, Silva AC, Koretsky AP (noviembre de 1998). "Rastreo de tractos neuronales in vivo mediante imágenes de resonancia magnética potenciadas con manganeso". Magnetic Resonance in Medicine . 40 (5): 740– 8. doi : 10.1002/mrm.1910400515 . PMID 9797158. S2CID 13996533 .  
  7. ↑ Bearer EL, Falzone TL, Zhang X, Biris O, Rasin A, Jacobs RE (2007). "Papel de la actividad neuronal y la kinesina en el rastreo de tractos mediante resonancia magnética potenciada con manganeso (MEMRI)" . NeuroImage . 37 (Supl . 1): S37–46. doi : 10.1016/j.neuroimage.2007.04.053 . PMC 2096707. PMID 17600729 .  
  8. ↑ Medina CS, Biris O, Falzone TL, Zhang X, Zimmerman AJ, Bearer EL (enero de 2017). "2+ se ve afectado por la eliminación de KLC1, una subunidad del motor convencional basado en microtúbulos de kinesina" . NeuroImage . 145 ( Pt A): 44–57 . doi : 10.1016/j.neuroimage.2016.09.035 . PMC 5457905. PMID 27751944 .  
  9. ↑ Bearer EL, Manifold-Wheeler BC, Medina CS, Gonzales AG, Chaves FL, Jacobs RE (octubre de 2018). " Alteraciones de los circuitos funcionales en el cerebro envejecido y el impacto de la expresión mutada de APP" . Neurobiology of Aging . 70 : 276–290 . doi : 10.1016/j.neurobiolaging.2018.06.018 . PMC 6159914. PMID 30055413 .  
  10. 1 2 Kuypers HG, Ugolini G (febrero de 1990). "Virus como trazadores transneuronales". Trends in Neurosciences . 13 (2): 71– 5. doi : 10.1016 / 0166-2236(90)90071-H . PMID 1690933. S2CID 27938628 .  
  11. ↑ Rinaman L, Schwartz G (marzo de 2004). "Rastreo viral transneuronal anterógrado de las vías viscerosensoriales centrales en ratas" . The Journal of Neuroscience . 24 (11): 2782– 6. doi : 10.1523/JNEUROSCI.5329-03.2004 . PMC 6729508. PMID 15028771 .  
  12. ↑ Norgren RB, McLean JH, Bubel HC, Wander A, Bernstein DI, Lehman MN (marzo de 1992). "Transporte anterógrado de HSV-1 y HSV-2 en el sistema visual". Brain Research Bulletin . 28 (3): 393–9 . doi : 10.1016/0361-9230(92)90038- Y . PMID 1317240. S2CID 4701001 .  
  13. ↑ Nicola AV, McEvoy AM, Straus SE (mayo de 2003). "Funciones de la endocitosis y el pH bajo en la entrada del virus del herpes simple en células HeLa y de ovario de hámster chino" . Journal of Virology . 77 (9): 5324–32 . doi : 10.1128/JVI.77.9.5324-5332.2003 . PMC 153978. PMID 12692234 .  
  14. ↑ Kristensson K, Lycke E, Röyttä M, Svennerholm B, Vahlne A (septiembre de 1986). "Transporte neurítico del virus del herpes simple en neuronas sensoriales de rata in vitro. Efectos de sustancias que interactúan con la función microtubular y el flujo axonal [ nocodazol, taxol y eritro-9-3-(2-hidroxinonil)adenina ] " . The Journal of General Virology . 67 (Pt 9) (9): 2023–8 . doi : 10.1099/0022-1317-67-9-2023 . PMID 2427647 . 
  15. ↑ Smith Y, Hazrati LN, Parent A (abril de 1990). "Proyecciones eferentes del núcleo subtalámico en el mono ardilla estudiadas mediante el método de rastreo anterógrado PHA-L". The Journal of Comparative Neurology . 294 (2): 306– 23. doi : 10.1002/cne.902940213 . PMID 2332533. S2CID 9667393 .  
  16. ↑ Damak S, Mosinger B, Margolskee RF (octubre de 2008). "Transporte transináptico de aglutinina de germen de trigo expresada en un subconjunto de células gustativas de tipo II de ratones transgénicos" . BMC Neuroscience . 9 : 96. doi : 10.1186/1471-2202-9-96 . PMC 2571104. PMID 18831764 .  
  17. ↑ Broadwell RD, Balin BJ (diciembre de 1985). "Vías endocíticas y exocíticas del proceso secretor neuronal y transferencia transináptica de aglutinina de germen de trigo-peroxidasa de rábano picante in vivo". The Journal of Comparative Neurology . 242 (4): 632– 50. doi : 10.1002/cne.902420410 . PMID 2418083. S2CID 22905683 .  
  18. ↑ Gao X, Wang T, Wu B, Chen J, Chen J, Yue Y, Dai N, Chen H, Jiang X (diciembre de 2008). "Puntos cuánticos para el seguimiento del transporte celular de nanopartículas funcionalizadas con lectina". Biochemical and Biophysical Research Communications . 377 (1): 35– 40. doi : 10.1016/j.bbrc.2008.09.077 . PMID 18823949 . 
Lecturas relacionadas
6 articulos
AxónAxónUn axón (del griego antiguo : ἄξων , romanizado : áxōn , lit. ' eje ' ; también llamado fibra nerviosa ) es una proyección larga y delgada de una c...Soma (biología)Soma (biología)En neurociencia celular , el soma ( pl.: somata o somas ; del griego σῶμα (sôma) 'cuerpo'), pericarion ( pl.: perikarya ) , neurociton o cuerpo cel...Terminal axónicaTerminal axónicaLas terminales axónicas (también llamadas botones terminales , botones sinápticos , terminales terminales o terminales presinápticas ) son terminac...SinapsisSinapsisEn el sistema nervioso , una sinapsis [1] es una estructura que permite que una neurona (o célula nerviosa) transmita una señal eléctrica o química...Proceso biológicoProceso biológicoLos procesos biológicos son aquellos procesos necesarios para que un organismo pueda vivir y que configuran sus capacidades para interactuar con su...Transporte axonalTransporte axonalEl transporte axonal , también llamado transporte axoplásmico o flujo axoplásmico , es el proceso celular responsable del movimiento de lípidos , v...