Um novo biosensor desenvolvido na Universidade Purdue, pode medir se os neurônios estão funcionando corretamente ao comunicar um com o outro. Dando aos investigadores uma ferramenta para testar a eficácia dos tratamentos de epilepsia e outras doenças neurológicas.
¬ Marshall Porterfield, um professor adjunto da engenharia agrícola e biológica e Engenharia Biomédica, o investigador pos-Doutorado Eric McLamore, e o aluno de graduação Subhashree Mohanty desenvolveu o glutamato de referência biosensora para medir em tempo real o fluxo de glutamato de células neurais em um organismo vivo. O nanosensor não só tira as medidas de glutamato em torno das células neurais, como pode dizer como essas células estão lançando ou ganhando o glutamato, a chave para a saúde dessas células e a atividade.
" As pessoas estavam apenas começando o tratamento do glutamato indiretamente através de enormes sondas invasivas", disse Porterfield, cuja pesquisa foi publicada na versão em linha adiantada do "Journal of Neuroscience Methods" . "Com este sensor, podemos" ouvir "a sinalização do glutamato das células."
O disparo dos neurônios está envolvido em toda ação ou movimento de um corpo humano. Neurônios trabalham eletricamente, mas o resultado final ocorre pela comunicação uns com os outros através de neurotransmissores químicos, tais como o glutamato. Um neurônio vai liberar glutamato para transmitir informações aos receptores do neurônio da célula seguinte.
Uma vez que a mensagem é entregue, os neurônios são supostos para reabsorver ou limpar o sinal de glutamato. Acredita-se que quando os neurônios liberam muito ou pouco glutamato, não são capazes de limpá-la corretamente, deste modo as pessoas estão propensas a terem doenças neurológicas.
¬Jenna Rickus, um professor adjunto da engenharia agrícola e biológica e engenharia biomédica que supervisionou aspectos neurológicos do estudo, disse que os pesquisadores precisam de mais informações sobre como os neurônios trabalham para criar tratamentos mais eficazes para desordens neurológicas. "A razão pela qual temos a informação correta é porque tivemos um bom instrumento de medida antes."
¬Porterfield McLamore diz: “O sensor de condutores e nanotubos de carbono é de apenas 2 micrômetros de diâmetro, ou cerca de 50 vezes menor que o diâmetro de um cabelo humano. Eles também usam uma enzima, chamada glutamato oxidase, no final da sonda que reage com o glutamato para criar peróxido de hidrogênio. Os nanotubos de carbono aumentam a condutividade de água oxigenada, e um computador pode calcular o movimento de glutamato em relação à superfície da célula.
O sensor oscila e amostras das atividades concentração de glutamato em várias posições em relação aos neurônios em cultura. Essas medições a distâncias diferentes “pesquisadores podem dizer” que o glutamato está fluindo de volta para os neurônios ou dissipando em muitos sentidos.
A tecnologia atual permite que o sensor faça a detecção, mas esses testes são grandes e invasivos, Porterfield disse que eles não medem o movimento das substâncias químicas, medindo apenas as atividades eletricas.
¬McLamore disse que o sensor também é valioso porque é capaz de aprimorar apenas no glutamato utilizando apenas um teste e um software personalizado que filtra as variações nos sinais que são lidos, o que elimina o ruído de sinal devido a outros compostos.
"Existem muitos compostos presentes perto de neurônios que potencialmente pode criar ruído, mas este sensor deve ser seletivo para um composto. Permitido que filtremos os ruidos", disse McLamore. "Funciona como os aparelhos auditivos modernos, que filtram os ruídos do ambiente.
¬ disse que a versatilidade do sensor seria valioso para a compreensão dos efeitos das terapias para a epilepsia, doença de Parkinson, os danos causados pela quimioterapia, perda de memória e muitas outras condições. O sensor irá fornecer dados valiosos sobre como os neurônios danificados até mesmo com o uso de drogas podem afetar as células.
Porterfield disse que o próximo passo é fazer pequenas melhorias para o sensor e adaptá-lo para uso de outras enzimas. O Office of Naval Research financiou a pesquisa.
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