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Articulo de referencia

Rastreo retrógrado

Neuronas del núcleo paraventricular del hipotálamo (PVH) de ratas Long-Evans marcadas con el trazador retrógrado fluorooro. El rastreo retrógrado es un método de investigación u...

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Neuronas del núcleo paraventricular del hipotálamo (PVH) de ratas Long-Evans marcadas con el trazador retrógrado fluorooro.

El rastreo retrógrado es un método de investigación utilizado en neurociencia para rastrear las conexiones neuronales desde su punto de terminación (la sinapsis ) hasta su origen (el cuerpo celular ). Las técnicas de rastreo retrógrado permiten una evaluación detallada de las conexiones neuronales entre una población objetivo de neuronas y sus entradas en todo el sistema nervioso . Estas técnicas permiten el "mapeo" de las conexiones entre las neuronas en una estructura particular (por ejemplo, el ojo ) y las neuronas objetivo en el cerebro . La técnica opuesta es el rastreo anterógrado , que se utiliza para rastrear las conexiones neuronales desde su origen hasta su punto de terminación (es decir, desde el cuerpo celular hasta la sinapsis). Tanto el rastreo anterógrado como el retrógrado se basan en la visualización del transporte axonal .

Técnicas

El rastreo retrógrado puede lograrse mediante diversos métodos, incluido el uso de cepas virales como marcadores de la conectividad de una célula con el sitio de inyección. El virus de la pseudorrabia (PRV; cepa Bartha), por ejemplo, puede utilizarse como un marcador adecuado debido a la propensión de la infección a propagarse río arriba a través de una vía de neuronas conectadas sinápticamente, revelando así la naturaleza de sus circuitos. [ 1 ] [ 2 ]

Se ha demostrado que la rabia es eficaz para este sistema de rastreo de circuitos debido a su bajo nivel de daño a las células infectadas, su especificidad al infectar solo a las neuronas y la estricta limitación de la propagación viral entre neuronas a las regiones sinápticas. [ 3 ] Estos factores permiten realizar rastreos altamente específicos que pueden revelar conexiones neuronales individuales en un circuito sin causar daño físico a las células.

Otra técnica consiste en inyectar microesferas especiales en los núcleos cerebrales de animales anestesiados. [ 4 ] Se permite que los animales sobrevivan durante unos días y luego se les practica la eutanasia. Las células en el origen de la proyección se visualizan a través de un microscopio de fluorescencia invertido .

Wickersham y sus colegas desarrollaron una técnica especializada que empleaba un virus de la rabia modificado . Este virus era capaz de infectar una sola célula y saltar a través de una sinapsis; esto permitió a los investigadores estudiar la conectividad local de las neuronas. [ 5 ]

virus de la rabia

Tras ser captado en la terminal sináptica o axón de la neurona diana, el virus de la rabia se envuelve en una vesícula que se transporta hacia el cuerpo celular mediante la dineína axonal . En el virus de la rabia de tipo salvaje , el virus continúa replicándose y propagándose por todo el sistema nervioso central hasta infectar sistémicamente todo el cerebro. [ 3 ] La eliminación del gen que codifica la glicoproteína (proteína G) en la rabia limita la propagación del virus estrictamente a las células que fueron infectadas inicialmente. La propagación transináptica del virus puede limitarse a la transmisión monosináptica a una neurona de origen mediante la pseudotipificación de la proteína G y la colocación del gen bajo el control de Cre . Esta propagación viral puede visualizarse mediante métodos que incluyen la adición de un gen fluorescente, como la proteína verde fluorescente, al casete viral o mediante inmunohistoquímica . [ 6 ] [ 7 ]

Virus de la pseudorrabia

El virus de la pseudorrabia , perteneciente a la familia Herpesviridae , se propaga a través del SNC tanto de forma retrógrada como anterógrada, ascendiendo por el axón neuronal hasta el soma y las dendritas en la propagación retrógrada. La eliminación de tres genes clave de proteínas de membrana en la cepa PRV-Bartha de la pseudorrabia bloquea la propagación anterógrada del virus y permite realizar manipulaciones adicionales en el ADN viral, como la adición de fluorescencia, lo que posibilita el rastreo de circuitos retrógrados. [ 8 ]

Oro fluorado

Fluoro-Gold, también conocido como hidroxiestilbamidina , es un marcador retrógrado fluorescente no viral cuyo movimiento a lo largo del axón y del árbol dendrítico puede visualizarse mediante microscopía de fluorescencia o inmunohistoquímica. [ 9 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ O'Donnell, P.; Lavín, A.; Enquist, LW; Grace, AA; Card, JP (1997). "Circuitos paralelos interconectados entre el núcleo accumbens y el tálamo de la rata revelados por el transporte transináptico retrógrado del virus de la pseudorrabia" . Journal of Neuroscience . 17 (6): 2143– 2167. doi : 10.1523/jneurosci.17-06-02143.1997 . PMC 6793770. PMID 9045740 .  
  2. ↑ Luo, AH; Aston-Jones, G. (2009). "Proyección de circuito desde el núcleo supraquiasmático al área tegmental ventral: una nueva vía de salida circadiana" . European Journal of Neuroscience . 29 (4): 748– 760. doi : 10.1111/j.1460-9568.2008.06606.x . PMC 3649071. PMID 19200068 .  
  3. 1 2 Davis, Benjamin M.; Rall, Glenn F.; Schnell, Matthias J. (2015-11-06). "Todo lo que siempre quiso saber sobre el virus de la rabia (pero tenía miedo de preguntar)" . Annual Review of Virology . 2 (1): 451– 71. doi : 10.1146/annurev-virology-100114-055157 . PMC 6842493. PMID 26958924 .  
  4. ↑ Katz, LC; Burkhalter, A.; Dreyer, WJ (1984-08-09). "Microesferas de látex fluorescentes como marcador neuronal retrógrado para estudios in vivo e in vitro de la corteza visual". Nature . 310 (5977): 498– 500. Bibcode : 1984Natur.310..498K . doi : 10.1038/310498a0 . PMID 6205278 . S2CID 36191957 .  
  5. ↑ Wickersham IR, Lyon DC, Barnard RJ, et al. (marzo de 2007). "Restricción monosináptica del rastreo transináptico de neuronas individuales dirigidas genéticamente" . Neuron . 53 ( 5): 639–47 . doi : 10.1016/j.neuron.2007.01.033 . PMC 2629495. PMID 17329205 .   
  6. ↑ TotalBoox; TBX (1 de enero de 2011). Avances en la investigación sobre la rabia . Elsevier Science. ISBN 978-0-12-387041-4OCLC 968996286​​ 
  7. ↑ Huang, Z. Josh; Zeng, Hongkui (10 de julio de 2013). "Enfoques genéticos de los circuitos neuronales en el ratón". Annual Review of Neuroscience . 36 : 183–215 . doi : 10.1146/annurev-neuro-062012-170307 . PMID 23682658 . 
  8. ↑ Enquist, LW (2002-12-01). "Aprovechamiento de la propagación específica del virus de la pseudorrabia en el sistema nervioso central: perspectivas sobre la patogénesis y los trazadores de circuitos" . The Journal of Infectious Diseases . 186 (Suplemento_2): S209– S214. doi : 10.1086/344278 . ISSN 0022-1899 . PMID 12424699 .  
  9. ↑ Naumann, T.; Härtig, W.; Frotscher, M. (2000-11-15). "Rastreo retrógrado con Fluoro-Gold: diferentes métodos de detección del trazador a nivel ultraestructural y cambios neurodegenerativos de neuronas rellenas en estudios a largo plazo". Journal of Neuroscience Methods . 103 (1): 11– 21. doi : 10.1016/s0165-0270(00)00292-2 . ISSN 0165-0270 . PMID 11074092 . S2CID 24155326 .   

Lecturas adicionales

El rastreo retrógrado se ha utilizado ampliamente en una gran variedad de estudios de neurociencia, incluidos los siguientes ejemplos:

  • Song, Chenghui; Ehlers, Vanessa L.; Moyer, James R. (30 de septiembre de 2015). "El condicionamiento de miedo por huella modula diferencialmente la excitabilidad intrínseca de las neuronas de proyección del complejo basolateral de la corteza prefrontal medial de la amígdala en las cortezas infralímbica y prelímbica" . Journal of Neuroscience . 35 (39): 13511– 13524. doi : 10.1523/JNEUROSCI.2329-15.2015 . ISSN 0270-6474 . PMC 4588614. PMID 26424895 .   
  • Bácskai, Tímea; Rusznák, Zoltán; Paxinos, George; Watson, Charles (2014-01-01). "Organización musculotópica de las neuronas motoras que inervan los músculos de las extremidades posteriores del ratón: un estudio cuantitativo mediante el rastreo retrógrado con Fluoro-Gold". Brain Structure and Function . 219 (1): 303– 321. doi : 10.1007/s00429-012-0501-7 . hdl : 20.500.11937/26565 . ISSN 1863-2653 . PMID 23288256 . S2CID 17675285 .   
  • Schwarz, Lindsay A.; Miyamichi, Kazunari; Gao, Xiaojing J.; Beier, Kevin T.; Weissbourd, Brandon; DeLoach, Katherine E.; Ren, Jing; Ibanes, Sandy; Malenka, Robert C. (2015). "Rastreo viral-genético de la organización de entrada-salida de un circuito central de noradrenalina" . Nature . 524 (7563): 88– 92. Bibcode : 2015Natur.524...88S . doi : 10.1038/nature14600 . PMC 4587569. PMID 26131933 .  
  • Ohara, Shinya; Sato, Sho; Tsutsui, Ken-Ichiro; Witter, Menno P.; Iijima, Toshio (2013-11-06). "Organización de entradas multisinápticas al giro dentado dorsal y ventral: rastreo transináptico retrógrado con vector de virus de la rabia en la rata" . PLOS ONE . 8 (11) e78928. Bibcode : 2013PLoSO...878928O . doi : 10.1371/journal.pone.0078928 . ISSN 1932-6203 . PMC 3819259. PMID 24223172 .   
  • DeNardo, Laura A; Berns, Dominic S; DeLoach, Katherine; Luo, Liqun (2015). "Conectividad de la corteza somatosensorial y prefrontal del ratón examinada mediante rastreo transináptico" . Nature Neuroscience . 18 (11): 1687– 1697. doi : 10.1038/nn.4131 . PMC 4624522. PMID 26457553 .