Los científicos han resuelto una pregunta sobre cómo funciona una clase popular de medicamentos utilizados para tratar la esquizofrenia utilizando biosensores que revelan componentes previamente ocultos de la comunicación química en el cerebro.
Aunque los delirios y las alucinaciones caracterizan la enfermedad, las personas con esquizofrenia también luchan por mantener la atención o recordar información en un orden particular, dificultades que interfieren con su capacidad para mantener un trabajo o funcionar bien, dijo Lee Schroeder, estudiante de el programa de formación de científicos médicos de la Universidad de California, San Diego.
Una clase de medicamentos llamados neurolépticos atípicos se ha convertido en el tratamiento recetado más comúnmente para la esquizofrenia, en parte por su capacidad para mejorar estas funciones cognitivas. Sin embargo, no estaba claro cómo alteraron la química del cerebro. Los neurolépticos atípicos provocan grandes liberaciones del neurotransmisor acetilcolina. Pero también se había demostrado que bloqueaban un tipo particular de receptor en la superficie de la célula receptora, lo que bloqueaba el mensaje.
La pregunta era, ¿qué acción prevalece? La respuesta podría guiar el desarrollo de medicamentos más efectivos con menos efectos secundarios. "La búsqueda ha comenzado", dijo Schroeder, quien comparte la autoría principal del artículo. "¿En qué ayudan estos medicamentos? Ahí es donde entran nuestras células".
Para averiguarlo, el equipo diseñó células biológicas que cambian de color cuando la acetilcolina se adhiere a esta clase particular de receptores, llamados M1. Eso les permitió ver cuándo los receptores M1 recibían el mensaje químico, un evento que los neurocientíficos no habían podido detectar previamente en un cerebro vivo e intacto."Es un mundo de señalización entre células que antes no conocíamos", dijo David Kleinfeld, profesor de física y miembro del centro de circuitos neuronales y comportamiento de UC San Diego, quien dirigió la colaboración que inventó el sistema.
El equipo implantó las células, a las que llama CNiFER (pronunciado "olfateadores"), en cerebros de ratas y luego estimuló una parte más profunda del cerebro de una forma conocida por liberar acetilcolina cerca. Vieron un cambio de color, evidencia de que los CNiFER estaban funcionando. Luego les dieron a las ratas uno de dos neurolépticos atípicos. En ambos casos, el fármaco deprimió gravemente la respuesta, lo que indica que la acción bloqueadora del receptor del fármaco anula el aumento de acetilcolina que informan en línea en Nature Neuroscience el 13 de diciembre.
Los CNiFER podrían rediseñarse para detectar también la actividad de otros tipos de receptores, trabajo que está en marcha. "La técnica une los CNiFER a partir de componentes moleculares fáciles de obtener", dijo Quoc-Thang Nguyen, exinvestigador asociado en el laboratorio de Kleinfeld que comparte la autoría principal con Schroeder. Nguyen fundó recientemente Femtoscience, una empresa que obtuvo la licencia de la tecnología de UC San Diego y la desarrollará como una forma de detectar fármacos.
Otros coautores incluyen a Marco Mank, Arnaud Muller, Palmer Taylor y Oliver Griesbeck. Los Institutos Nacionales de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería, Abuso de Drogas y Salud Mental financiaron este trabajo.
